Источники энергии на даче. Альтернативные источники энергии для частного дома – готовые современные решения

Качественное электроснабжение это, то без чего не обходится ни один загородный дом.

Практически во всех деревнях, селах, а также коттеджных поселках на сегодня проложено централизованное электроснабжение. На сегодня этот элемент инженерной инфраструктуры является самым важным, так как на него завязана работа бытовой техники, без электроэнергии современным жителям сложно приготовить пищу, обогреть дом, а также воспользоваться иными благами цивилизации.

На сегодня можно выделить несколько в разной степени распространенных систем производства электрической энергии, кроме централизованного. В последние годы все популярнее становятся альтернативные источники выработки электричества, которые, как правило, применяются в загородных домах. При этом данные инновационные методики дали название для домов такого типа – нулевые дома, то есть дома без централизованно проложенных инженерных коммуникаций.

Среди таких источников производства энергии можно отметить ветрогенераторы, мини-ГЭС, аккумуляторные или солнечные батареи, фотоэлектромодули и гибридные системы, в которых используется одновременно бензиновые и дизельные генераторы.

Даже маломощные ветряные генераторы способны дать для дома необходимое количество электроэнергии, при этом данный источник является естественным и возобновляемым. При этом данные установки, если они построены по всем нормам и требованиям, могут прослужить до 30 лет, и мощность их составляет порядка 5-10 кВт. Этот вариант идеально подойдет для обеспечения электричеством дачных домиков, и в свою очередь позволит сэкономить.

Второй вариант альтернативного энергоснабжения - это установка солнечных модулей, которые будут преобразовывать солнечную радиацию в электричество. Этот метод, называемый фотоэффектом, открыл еще Альберт Эйнштейн, который установил, что энергию можно получить посредством солнечных фотоэлектрических установок. Хотя установки сами по себе не очень дешевы, срок их службы составляет порядка 10-25 лет.

Выгоден ли ветрогенератор

При низкой среднегодовой скорости ветра (3-4 м/с) электроэнергия, добытая с помощью ветрогенератора, встанет потребителю в копеечку. Давайте посчитаем. Например, если среднегодовая скорость ветра составляет 4 м/с, современный ветряк мощностью 1 кВт будет выдавать около 120 кВт*ч/месяц. Этого хватит для питания нескольких ламп, телевизора, холодильника. За год выработка оборудования составит 1440 кВт*ч, а за 20 лет службы - 28 800 кВт*ч. Средняя стоимость ветроустановки «под ключ» приблизительно 160 тыс. руб. При этом стоимость 1 Квт*ч будет равна примерно 5,5 руб. за кВт*ч. Дороговато, при том, что электроэнергия сейчас стоит в среднем 2-2,5 руб.

Теперь о районах, где скорость ветра равна примерно 8 м/с. Тогда удастся получить с киловаттного устройства 580 кВт*ч/мес, и электроэнергия будет обходиться около 1,15 руб./кВт.

Из вышесказанного можно сделать вывод: использование ветроэнергетической установки оправдана в том случае, если сетевой электроэнергии в доме нет и не будет, а стоимость энергии, получаемой от других типов источников (дизельного или бензинового электрогенераторов) превышает 6-7 рублей. Для домов, уже подключенных к электросети, ставить ветряк из соображений экономии тоже не имеет смысла.

А вот если электроэнергия к дому или фермерскому хозяйству еще не подведена, а скорость ветра позволяет установить ветроустановку, то стоит задуматься. Учитывая, что стоимость подключения киловатта в среднем по России достигает 10-20 тыс. руб., речь в этом случае может идти о уже о сотнях тысяч рублей затрат - и это без учета расходов на протяжку линии до ближайшего источника. А это уже соизмеримо с затратами на собственный мощный ветрогенератор. Плюс вы получите энергетическую независимость.

Прибавьте к этому постоянный рост цен на электроэнергию (свыше 10% в год). Согласитесь, что в таком случае выгоднее приобрести ветроэнергетическую установку - это обойдется намного дешевле. Кроме того, если есть возможность сложиться с соседями и купить более мощный ветрогенератор (20 кВт и более), то его установка обойдется еще дешевле.

Солнечный генератор бесплатной энергии

Простота установки, подключения и обслуживания солнечных генераторов позволяет получить любую мощность и напряжение.

Путем параллельного подключения увеличиваем мощность, при последовательном включении - напряжение.

Солнечная батарея 220 вольт тоже без проблем, но как её использовать? Большинство бытовых электроприборов рассчитаны на переменный ток.

Лампы накаливания, некоторые коллекторные двигатели с удовольствием будут работать от постоянного напряжения. А всё остальное?

Преобразовать 220 вольт постоянного тока в переменный достаточно проблематично.

Получить чистую синусоиду с косинусом 0,8 сетевого напряжения ещё сложнее.

Аккумуляторная батарея с напряжением 220 вольт тоже не пустяк, особенно её обслуживание.

Именно поэтому альтернативная энергетика пошла путём инвертирования низковольтного напряжения 12, 24 и 48 вольт.

Это позволяет использовать унифицированные автомобильные принадлежности. От аккумуляторов до кондиционеров, не говоря уже о прочих автоаксессуарах. На которые особо рекомендуем обратить внимание.

Простейший солнечный генератор 12 вольт состоит из цепочки последовательно подключенных 36 фотоэлектрических элементов.

Ввиду нестабильности технологических процессов, чистоты кристаллов, толщины кремниевых элементов и пр., параметры могут значительно различаться.

Так если все фотоэлементы вырабатывают ток 1 ампер, а один в цепи вырабатывает 0,9 А, общий ток будет 0,9 ампер.

Аналогично, если в трубопровод врезать один кусок меньшего диаметра водоток сократится.

Посему, перед сборкой в батарею фотоэлементы тщательно подбираются по параметрам.

Собрать солнечный генератор на любое напряжение и ток Вы можете своими руками. Подключая цепочки фотоэлектрических элементов или батарей в параллельно-последовательные комбинации.

Фотоэлектрические источники энергии не боятся короткого замыкания.

Эффективность солнечных батарей на прямую зависит от освещённости.

При выборе места для установки солнечных фотопреобразователей (батарей, модулей, панелей) необходимо помнить, что любая одинокая ветка, столб и тому подобная тень вызовет эффект трубопровода.

Учитывая, что прямые солнечные лучи на северо-западе с ноября по февраль явление редкое, а рассеянное или диффузное излучение мало эффективно. Необходимо предусмотреть возможность изменять угол наклона солнечных батарей.

При увеличении угла установки до 75 - 80 градусов, солнечные лучи в полдень почти перпендикулярны поверхности фотоэлементов, а возможность задержки снега минимальна.

Цитата:
Ветро и солнечные источники энергии не идеальны. В каждом есть какой-нибудь недостаток. Но они удачно дополняют и компенсируют недостатки друг друга.

Например, если внимательно наблюдать за погодой, то можно заметить, в безоблачную погоду очень мала скорость ветра. И наоборот в облачные дни ветер сильный, порывистый, обычно не менее 8-10 м/с. Поэтому просто необходимо эти источники использовать вместе. Повысится надежность электропитания, т.к. по теории вероятности, одновременно выйти из строя они не могут.

Солнечные батареи стоят примерно 3 доллара за 1 Ват. Площадь их 1м – 80Вт. Нам необходимо 6,25 кв.м. Стоимость их будет 500 долларов. Такую цену солнечных батарей я взял из интернета. Цена подтвердилась и при общении с продавцами таких изделий.

Когда я стал изучать, из чего состоят солнечные батареи и их характеристики выяснилось, все солнечные батареи состоят из отдельных фотоэлементов, цена которых ниже в 2-2.5 раза, чем самих солнечных батарей. Т.е., необходимо взять фотоэлементы, разместить их на алюминиевой подложке, спаять их между собой в правильном порядке, а сверху закрыть стеклом, потом сделать эту конструкцию герметичной. При выполнении этой работы необходимо отсутствие пыли и вредных примесей в воздухе. Ну где, как не дома это можно сделать? Причем, их действительно необходимо собирать самим, т.к. каждому понадобится своя форма

Ветроустановка 500Вт стоит 600 долларов, диаметр лопастей колеса 2,5 м.

Здесь я тоже постарался докопаться до сути. Это оказалось намного легче. Основа всех ветроустановок – генератор. Возьмем обыкновенный генератор от автомобиля. Его характеристики: при 3000об/мин вырабатывает ток 70А при напряжении 15 в. Т.е. 1050 Вт. Как раз для нашего случая. И стоит он не более 60 доларов.!!!

Как же так? Я думал, может генератор какой-то особенный? Оказывается ничего подобного. Принципиально они ничем не отличаются.

Когда я стал разговаривать с производителем ветроустановки УВЭ500М непосредственно с главным конструктором завода, удалось выяснить стоимость комплектующих ветроустановки. Это сам генератор с поворотным устройством (320 доларов.) и ветроколесо (140 долларов.). Все остальное это хвост, мачта, блок управления. Но все это не очень сложные конструкции, которые изготавливаются в домашних условиях. Итак, цена ветроустановки около 500 долларов

Рассмотрим еще один вид генераторов – термоэлектрический.

Термогенераторы существуют давно. Еще в ВОВ выпускались термогенераторы для партизанских отрядов, работающие от огня костра. До ВОВ и после выпускались термогенераторы, которые надевались на керосиновую лампу и вырабатывали электричество, необходимое для работы радиоприемников.

Выпуск термогенераторов производится и сейчас. Это установка для газовых котлов печей медленного горения мощностью 200 Вт. В настоящее время ее можно очень выгодно использовать в современных коттеджах, где есть газовое отопление и в помещениях, где отопление производится печами медленного горения на дровах. В холодное время года при постоянном отоплении мы получим 200Вт*24ч*30дней = 144 кВт/ч в месяц.

Стоимость такой установки велика, по сравнению с другими, около 1200 долларов. Однако, растет спрос и налаживается их массовое производство, что неминуемо в скором времени приведет к понижению их стоимости. Тем более материалы, используемые в установке, просты и технология производства несложная.

Если применить все вышеперечисленные источники энергии, то мы получим избыточное количество электричества для дома. Поэтому, необходимо пересчитать мощность наших источников энергии. Для этого сделаем выводы из выше приведенного материала:
- Мы при этом получим бесперебойную систему электропитания.
- Мы получим очень простую, не громоздкую систему электропитания.
- Также такая система очень надежная.
- Мы получим полную независимость от любых других источников энергии.
- Это не будет наносить вред окружающей среде.

Для обеспечения собственного загородного дома или дачи светом и теплом нужно не так много энергии — в среднем 15 кВт. Этого хватит, чтобы одновременно включать чайник, стиральную машину и телевизор. Однако получить эти 15 кВт из государственной сети не всегда возможно.

Оборудование подстанций и само сетевое хозяйство России находится в таком состоянии, что буквально год назад властям в каждом регионе пришлось принимать меры по его восстановлению. Естественно, что эти меры в первую очередь вылились в плату за техническое присоединение, которая сильно отличается по регионам. По традиции, она самая высокая в Москве и Подмосковье. Построив дачу где-нибудь в Истринском или Одинцовском районе, потенциальному потребителю придется заплатить за каждый необходимый ему 1 кВт от 10 570 до 12 972 руб.

Владельцы загородной недвижимости стали подумывать о том, как избежать этой платы. Наиболее привлекательными кажутся экологически безопасные виды альтернативного генерирующего электрооборудования.

Распространено использование так называемых . Такие батареи устанавливают в доме, где суточное энергопотребление не превышает 5 кВт-ч. Необходимая мощность солнечных батарей для обеспечения нагрузки в доме может колебаться от 40 Вт до 5 кВт. Однако для отопления и приготовления пищи должны использоваться другие источники энергии: тратить дорогую «фотоэлектрическую» энергию для преобразования в тепло слишком расточительно. В этом случае не удастся обойтись без , который спасет в случае полного отсутствия солнца (что случается достаточно часто).

Обычно солнечную электростанцию устанавливают для использования в летнее время (ее хватает на освещение, телевизор, сигнализацию и работу бытовой техники). Система должна включать в себя аккумуляторы (которые могут подзаряжаться резервным дизель-генератором), контроллер заряда/разряда и инвертор. Для сезонного использования на даче обычно используются модули солнечных батарей мощностью 40-200 Вт. Стоимость 1 Вт солнечной батареи составляет около 150 руб., цены на такие небольшие системы начинаются от 8-9 тыс. руб.

Система, обеспечивающая гарантированную выработку 5 кВт-ч в сутки (среднее потребление загородного дома), будет стоить от 250 тыс. руб. плюс стоимость резервного генератора и монтажа. Солнечные электростанции выгодны только при сезонном использовании в небольшом объеме — до 10-15 кВт-ч в сутки. Фотоэлектрические станции обычно используют на дачах, в садовых товариществах или дачных поселках, где могут на несколько дней отключить электричество, качество его оставляет желать лучшего (зачастую электросети перегружены), а деньги за него собирают и зимой, даже когда в поселке никто не живет. Впрочем, солнечно-дизельные системы позволяют существенно экономить топливо по сравнению с чисто дизельной системой электроснабжения. Стоимость 1 кВт электроэнергии от солнечных батарей в наших условиях составляет от 6 до 10 руб. То есть в три-пять раз дороже, чем электричество по государственному тарифу. Однако это самый выгодный по сравнению с другими вид альтернативного энергооборудования.

Ветер в кармане

Ветроустановки более привычны глазу российского обывателя, чем солнечные батареи. По крайней мере, на картинках с американскими пустынями их видел каждый. В наших условиях ветряки встретишь редко: ветра в России мало. В средней полосе России среднегодовая скорость ветра — 3-4 м/с, а для обеспечения стабильной и эффективной работы ветряка необходима среднегодовая скорость ветра не менее 5 м/с. Тем не менее ветроустановки у нас есть. Одна даже промышленного масштаба — ветропарк на 50 МВт в Калининградской области.

Без господдержки этот вид энергетики и не может получить широкого распространения. Однако некоторые готовы поставить ветряк в собственном огороде. В загородных домах применяются малые ветрогенераторы мощностью 500 Вт. Ветроустановка мощностью 5 кВт стоит порядка 500 тыс. руб., а 2 кВт — 180-190 тыс. руб. Эта цена сравнима с затратами на подключение к сети. Маленькая ветроустановка мощностью 500 Вт стоит порядка 30 тыс. руб. Стоимость 1 кВт-ч в два-три раза больше тарифа электросетей.

Для подключения не требуется большого количества проводов: обычно малые ветряки устанавливаются недалеко от дома. Рекомендуются гибридные ветро-солнечные системы. В этом случае ветряк и солнечные батареи дополняют друг друга, ведь обычно, когда плохая погода, дует ветер и наоборот.

Водные процедуры

Тем, у кого недалеко от дома есть речка с хорошим перепадом воды, можно рекомендовать микроГЭС. Это сооружение напоминает монстров советского строительства, перекрывших Волгу и Енисей, но только эти по сравнению с настоящими гидростанциями просто малыши. МикроГЭС считаются гидроэлектростанции мощностью до 100 кВт. Сама микроГЭС устанавливается на реке, от водозабора идет металлический трубопровод, на выходе которого устанавливается гидротурбина с электрогенератором. Такие микроГЭС в основном используются в горных районах — на равнине необходимо строить плотину для обеспечения необходимого напора.

При строительстве микроГЭС мощностью от 10 кВт и выше необходимо получать разрешения от соответствующих органов на землеотвод, водопользование, подключение к сетям и т. п. Выпускаемое в России оборудование для микроГЭС мощностью 10 кВт стоит порядка 240 тыс. руб. плюс инженерно-строительные работы, которые удорожают конечную стоимость станции в два-три раза. Сама электроэнергия получается довольно дешевой, но из-за больших вложений на начальном этапе быстрой окупаемости ждать не стоит. Вложения окупятся минимум через шесть-семь лет при постоянном использовании энергии от микроГЭС.

Тепло земли

Помимо альтернативных источников энергии есть еще и альтернативные источники тепла. Наиболее привычным можно назвать котел, работающий на необычном топливе — древесных гранулах. Древесные топливные гранулы (паллеты) — это небольшие цилиндрические прессованные изделия из древесины диаметром 4-12 мм, длиной 20-50 мм, изготовленные из высушенных опилок, стружки, древесной муки, щепы и древесной пыли. При сжигании гранул количество выделяемого углекислого газа не превышает объемов выбросов, которые образовались бы при естественном разложения древесины. Кроме того, энергосодержание 1 кг пеллет соответствует 0,5 л жидкого дизельного топлива. Тонна древесных гранул выделяет при сжигании 5 тыс. кВт тепловой энергии.

Котлы на пеллетах довольно удобны в применении. В них предусмотрена автоматизированная подача топлива, и на дом площадью 120 кв. м. требуется примерно 7 тонн пеллет в год. Цена 1 тонны — 120 евро. Сложностей в обслуживании котла всего две: место для хранения пеллет (поскольку они не терпят влаги) и доставка топлива. Рынок развит плохо, в основном все производство экспортно ориентированное. Поэтому прежде, чем устанавливать котел на пеллетах, надо подумать о том, где эти пеллеты брать.

Можно обойтись и вовсе без топлива — воспользоваться энергией земли. Для этого существуют тепловые насосы. Они используются в 70% домов в Швеции, но практически не используются у нас. Тепловые насосы (солнечные коллекторы), как и солнечные батареи, нагреваются от солнца. Оптимально использовать их с весны по осень. С их помощью можно полностью покрыть потребность в горячей воде и обойтись без электричества или другого источника энергии.

Коллектор на среднюю семью занимает 2-3 кв. м плюс бак на 150-200 л. Стоимость оборудования — от 30 тыс. руб., но экономическая эффективность достигается только в том случае, если в доме нет газа.

Существуют два основных типа солнечных коллекторов — плоские и с вакуумной трубкой. При использовании летом их эффективность примерно одинакова, но в холодное время года нужно применять вакуумные коллекторы, которые могут работать и зимой при температуре до -35 o C. В обычных коллекторах вода нагревается до 50-60 o C, в вакуумных — до 80-90 o C. В остальном системы похожи — нужен еще теплоаккумулирующий бак и в большинстве случаев элементы для обеспечения принудительной циркуляции теплоносителя в системе.

Вакуумные коллекторы можно использовать и для отопления, при работает в паре с бойлером. Коллектор обеспечит от 10 до 40% энергии для отопления. Большее число актуально для регионов с солнечными зимами, например Бурятии.

Экономическая целесообразность

Срок окупаемости солнечных нагревательных систем — 4-7 лет. В целом никакой экономической эффективности в альтернативных источниках электроэнергии и тепла нет. Если сеть недалеко или в доме есть газ, традиционным видам электричества в плане цены альтернативы нет.

Все эксперты сходятся во мнении, что в частном использовании нецелесообразно устанавливать ветряки или солнечные коллекторы, если только вы не живете посреди тайги или в степи за несколько сотен километров до ближайшей линии электропередачи.

Неэффективная работа отечественных линий электропередач давно стала проблемой номер один. Особенно это чувствуется в загородных поселках, где пониженное напряжение и постоянные отключения электричества стали просто нормой. Но как говорится, проблемы утопающих – это их проблемы, которые они сами и должны решать. Так и получается в жизни, потому что альтернативные источники энергии для частного дома – единственно правильное решение, которое и решает проблемы с электричеством.

Их-то и приходится устанавливать в частных домах, иногда даже полностью отказываясь от потребления электроэнергии централизовано. Правда, современные альтернативные источники электроэнергии, как говорится, не без греха. То есть, у каждого способа замены ЛЭП есть и свои достоинства, и свои недостатки. Поэтому разберемся в этом вопросе досконально, рассмотрев готовые решения.

Виды альтернативного электричества

Всегда перед потребителем стоит выбор, основанный на вопросе, что лучше? И в этом плане подразумевается, во-первых, затраты на приобретение нового вида источника электричества, во-вторых, как долго этот прибор будет работать. То есть, будет ли это выгодно, окупится ли вся затея, а если окупится, то через какой промежуток времени? Скажем так, экономию денежных средств еще никто не отменял.

Как видите, вопросов и проблем и здесь хватает, потому что электричество своими руками – дело не только серьезное, но и достаточно затратное.

Электрогенератор

Начнем именно с этой установки, как с самой простой. Простота ее заключается в том, что вам необходимо приобрести электрогенератор, установить его в надежном закрытом помещении, которое будет соответствовать правилам пожарной безопасности. Далее, проводите подключение электрической сети частного дома к нему, заливаете жидкое топливо (бензин или солярку) и включаете. После чего в вашем доме появляется электричество, которое зависит лишь от наличия топлива в баке генератора. Если продумать автоматическую систему подачи топлива, то вы получаете маленькую тепловую электростанцию, которая от вас будет требовать минимального присутствия.

К тому же электрогенераторы – это надежные и удобные установки, которые работают практически вечно, если правильно их эксплуатировать. Но тут есть один момент. В настоящее время на рынке присутствует два вида генераторов:

Бензиновый.
Дизельный.

Какой лучше? Скажем так, если вам требуется альтернативный источник энергии, который будет эксплуатироваться постоянно, тогда выбирайте дизельный. Если для временного использования, тогда бензиновый. И это еще не все. Дизельный электрогенератор имеет большие габаритные размеры, по сравнению с бензиновым, он сильно шумит при работе и выделяет огромное количество дыма и выхлопных газов. Плюс ко всему он дороже.

Появились недавно на рынке газовые генераторы, которые могут работать и от природного газа, и от сжиженного. Неплохой вариант, экологичный, не требующий специального помещения для установки. Можно к одному генератору подключить, к примеру, сразу несколько газовых баллонов, которые в автоматическом режиме будут подключаться к установке.

Альтернатива углеводородному топливу

Среди трех видов электрогенераторов газовый самый лучший и эффективный. Но стоимость топлива (жидкого или газообразного) – удовольствие не из дешевых, поэтому стоит задуматься над тем, что самостоятельно вырабатывать топливо, вкладывая в него минимум денежных средств. К примеру, биогаз, который можно получить из биомассы.

Кстати, альтернативные виды энергии, которые сегодня называются биологическими, могут заменить практически все альтернативные источники электроэнергии. К примеру:

Биогаз получается при помощи брожения навоза, птичьего помета, сельскохозяйственных отходов и так далее. Главное – установить оборудование, которое используется для улавливания метана.
Из мусора, к примеру, на свалках, добывается так называемый целлюлозный эталон. Или как его называют специалисты, свалочный газ.

Внимание! Ученые уже подсчитали, что если перерабатывать все свалки мира, то можно получить до 84 миллиардов литров свалочного топлива, которое можно использовать для получения электроэнергии.

ИБГУ-1 — установка для получения биогаза

Из сои и рапса, а точнее, из их семян, вырабатываются жиры, из которых можно получить биосолярку.
Из свеклы, сахарного тростника, кукурузы можно изготавливать биоэталон (биобензин).
Ученые доказали, что с помощью обычных водорослей можно аккумулировать солнечную энергию.

То есть, существует большой ряд научных разработок, которые выдают альтернативные виды энергии. И многие из них уже получили практическое применение. К примеру, установка ИБГУ-1, с помощью которой из навоза можно получить в сутки до двенадцати кубометров биогаза. Отечественные фермеры по достоинству оценили труд ученых, поэтому это оборудование раскупается быстро.

Ветрогенераторы

В тех регионах, где ветер всегда в наличии (приморские районы, горные, степные), оптимальный вариант альтернативного источника электрического тока – ветровой генератор. В Америки эти установки применяются почти везде. Стоят, правда, они недешево, то именно с их помощью можно решать проблемы отсутствия электроэнергии.

Принцип получения тока здесь достаточно простой. Ветер давит на лопасти, которые приводя во вращение ротор электрического генератора. Последний выдает электрический ток. То есть, в установке используется принцип преобразования механической энергии в электрическую. Самое главное, что ветрогенераторы работают при минимальных порывах ветра, свыше 2 м/с. Если скорость не будет ниже 8 м/с, то генератор можно подключать к дому напрямую.

Самая уязвимая часть оборудования – это аккумулятор, в котором скапливается электроэнергия. Он быстро выходит из строя, а стоит 25% от цены всей установки. Поэтому этот вариант получения альтернативной энергии лучше всего использовать не на накопление, а на потребление. Поэтому чаще всего ветровые генераторы подключаются к системам отопления и горячего водоснабжения напрямую. Кстати, оправданный и превосходный выход из положения.

Тепловые насосы

Следующий вариант из категории «альтернативные виды энергии» — энергия из недр земли. Для частного дома – это идеальный вариант. Он простой, эффективный и экономичный. Для этого на участке около дома бурится скважина (чем глубже, тем лучше), куда устанавливается тепловой насос.

Подземные воды имеют всегда положительную температуру. При охлаждении насосом этой воды, выделяется энергия, которую и приходиться использовать. Но у некоторых может возникнуть вопрос, как же работает насос, ведь для него также необходима электрическая энергия? Все правильно, но данная установки имеет определенное соотношение потребленной энергии и выделенной, которая находится вот в такой зависимости – 1:6. Так что эффективность налицо.

Солнечные батареи

Альтернативное электричество от солнца в частном домостроении используется редко. Все дело в дороговизне солнечных элементов, которые устанавливаются в батареях. Отсюда и высокая стоимость всей установки. Хотя необходимо отметить, что это перспективное направление, от которого нельзя отказываться. Ведь ежегодно на один квадратный метр поверхности земли падает 1000 кВт энергии. Представляете, сколько человечество теряет. Если сравнить с другими видами топлива, то это 100 м³ газа или 100 литров солярки.

Конечно, таким способом получить электрический ток еще дорого. А вот нагреть так воду – это очень дешево. Вот почему солнечные коллекторы сегодня так востребованы у жителей загородных поселков.

Морская вода

Не стоит сбрасывать со счетов приливы и отливы моря. Здесь огромный склад энергии, которую уже давно жители приморских регионов используют себе во благо. Начнем с того, что вода плотнее воздуха почти в 900 раз, поэтому небольшое ее движение заставляет крутиться турбины. Конечно, такое сооружение не под силу хозяину частного дома, поэтому на нем не стоит останавливаться. Но для информации примите это во внимание. Тем более мы рассматриваем альтернативные виды энергии.

Заключение по теме

Итак, был сделан небольшой обзор по теме – альтернативная энергетика частного дома. Как видите, вариантов на сегодняшний день немало. А вот, какой выбрать, каждый решает, как всегда, сам. Здесь важно правильно подойти к условиям эксплуатации, учесть регион, климатические условия и так далее. Может быть, даже продумать вариант, в котором можно было бы скомбинировать некоторые альтернативные источники энергии для дома, сделать их взаимозаменяемыми.

Краткие сведения о возможностях домашней электростанции

Термином «генератор» называют технические устройства, способные вырабатывать электрический ток за счет преобразования какой-то исходной энергии в электричество. Например, на автомобиле оно создается за счет механического вращения ротора внутри статора, а у гелиобатареи - в результате облучения лучами солнечного света чувствительных фотоэлементов.

Электрические генераторы выпускаются широким ассортиментом, выполняют различные задачи электроснабжения. Для правильного выбора альтернативного источника энергии его необходимо точно проанализировать по характеристикам:

максимальной мощности нагрузки;
видам электрического тока: постоянной или синусоидальной формы;
параметрам потребителей (резистивная или реактивная нагрузка), влиявших на запуск и работу;
продолжительности рабочего цикла;
способам включения: ручной или автоматический режим;
другим специфическим условиям эксплуатации.

Это значит, что один альтернативный источник энергии способен автономно обеспечивать электрическим питанием не только частный дом, но и поселок, а другой - едва справится с мощностью потребителей одной квартиры. Но стоимость их будет отличаться на несколько порядков.

Минимальные требования к домашнему источнику электроэнергии

Перед выбором самого простого генератора для дома следует учесть только основные приборы, которые он должен питать, и подбирать его по их параметрам. Например, если электричество отключают всего на несколько часов, то можно исключить работу холодильников и морозильников, ибо они способны держать холод в течение этого периода.

Минимальные функции бюджетного источника электрической энергии способен обеспечить обыкновенный автомобильный аккумулятор с напряжением 12 вольт любой мощности, но, желательно - увеличенной. К нему можно подключить:

Аккумулятор будет питать эти приборы и постепенно разряжаться. Для его подзаряда достаточно использовать снятый с автомобиля генератор, ротор которого можно крутить велосипедным тренажером.

С этой целью заднее колесо велосипеда просто вывешивают на подставке, а на одну из его свободных звездочек устанавливают вторую цепь, которая будет передавать крутящий момент от педалей на ротор автомобильного генератора.

Можно использовать любой другой доступный способ передачи энергии вращения, например, за счет создания прямого контакта от покрышки колеса прямо на наконечник оси ротора.

За счет такой простой конструкции удобно заниматься на велотренажере и одновременно смотреть телевизионные передачи или пользоваться интернетом с ноутбука или компьютера. В условиях дефицита физических нагрузок это довольно неплохой способ поддержания здоровья и одновременной экономии электроэнергии для дома.

Обзор особенностей альтернативных источников энергии

Возможности синхронных и асинхронных конструкций

Генератор, преобразующий механическую энергию в электрическую, работает следующим образом:

обмотка ротора вращается внутри магнитного поля и по ней протекает ток;
его магнитное поле по магнитопроводу проникает через витки статора и индуцирует в них синусоидальный электрический ток.

В зависимости от конструктивных особенностей статора и ротора их электромагнитные поля могут вращаться одинаково, как у синхронных конструкций, или - быть смещены на величину скольжения у асинхронных.

Простой можно сделать своими руками из обыкновенного асинхронного двигателя. Его просто надо подобрать по электрическим характеристикам и, особенно - величине вырабатываемой мощности.

Выбирая для дома конструкцию генератора по мощности, учитывают, что при запуске любых электрических двигателей в схеме питания возникают токи нагрузок с апериодическими составляющими. Их может устранить только специальная , которая еще редко применяется на практике.

Большие амплитуды токов обычного запуска двигателя способны заглушить работу генератора асинхронного типа. Поэтому при его подборе под нагрузки подобного индуктивного типа необходимо предусматривать трехкратный запас мощности. А синхронным моделям подобный резерв создавать не требуется.

На основе синхронных и асинхронных конструкций работают автономные генераторы, получающие питание от двигателей внутреннего сгорания, а также водяные и ветряные конструкции, выполняющие задачи электроснабжения различными способами.

Генераторы на двигателях внутреннего сгорания

Сейчас домашнему мастеру не сложно купить подобную заводскую модель, ориентируясь не только на стоимость топлива и конструкции, но и выходную цену производства одного киловатт часа электроэнергии. Эту характеристику желательно просчитать для всех типов двигателей сгорания.

Подобные альтернативные источники электрической энергии создаются для непрерывной эксплуатации в течение нескольких рабочих часов. Самые маленькие модели, обладая небольшим весом, способны вырабатывать мощность менее 1кВт.

Простая конструкция имеет отвод тепла за счет естественной рециркуляции воздуха. После этого она требует остановки для охлаждения и обслуживания.

На лицевой панели расположены элементарные органы управления и приборы контроля работы бензинового двигателя и электрических характеристик генератора. Они необходимы для визуального наблюдения параметров со стороны оператора.

Средний класс бензогенераторов способен выдавать мощности до нескольких киловатт для электроснабжения частного дома.

Генераторы на дизельном топливе

Альтернативные источники энергии, работающие на солярке, лучше приспособлены к длительному электроснабжению потребителей. Они могут иметь систему обдува и отдельные функции, облегчающие эксплуатацию. Обычно их выпускают с повышенной мощностью.

Дизельные генераторы, как и бензиновые, образуют неприятный для человека выхлоп отработавших продуктов сгорания топлива, при работе создают раздражающий слух шум. Поэтому они требуют установки в удаленных помещениях и монтаж системы отвода газов от дома в атмосферу.

Газогенераторы

Эти альтернативные источники энергии питаются от различных видов природного газа, включая метан. Выходная мощность, как и у дизельных конструкций, может составлять от нескольких киловатт, что вполне достаточно для электроснабжения отдельного дома.

Приборы среднего класса мощности уже имеют в своем составе систему автоматики, использующую режим автоматического включения резерва - АВР, который оперативно восстанавливает питание дома при пропадании напряжения на основной линии электроснабжения.

По сравнению с дизельными аналогами равной мощности газогенераторы меньше шумят, а выделяемые продукты сгорания не обладают высокой токсичностью.

Газогенераторы часто выпускают в модульном контейнером исполнении, позволяющем устанавливать их поблизости от жилого здания. При подключении к системе газоснабжения или специальной емкости, регулярно заправляемой топливом, они способны работать в качестве источников постоянного электроснабжения.

Генераторы комбинированного типа

В зависимости от конструкции подобные альтернативные источники энергии способны работать на различных видах топлива. Чаще всего они используют сочетания газа с бензином или соляркой.

Генераторы комбинированного типа обладают преимуществами газовых конструкций и в то же время их двигатель способен работать от других видов топлива.

Перечисленные устройства генераторов приведены с минимальным набором функций электроснабжения, которые могут понадобиться владельцу частного дома или дачи. Более мощные конструкции в каждом классе способны выполнять повышенные задачи, работая автономной электрической станцией.

Генераторы на природной энергии

Домашнего мастера могут заинтересовать конструкции альтернативных источников энергии, работающих за счет:

порывов ветра;
течения воды;
облучения солнечным светом.

Ветрогенератоы

Довольно заманчивые предложения об использовании энергии ветра часто заканчиваются разочарованием.

Причин для этого много потому, что такие альтернативные источники энергии на первый взгляд обладают простой конструкцией, а на самом деле требуют точного инженерного расчета и анализа метеорологических особенностей местности.

Многие попытки изготовить ветрогенератор своими руками заканчиваются неудачами из-за:

трудностей создания устройства эффективного ветряного колеса с лопастями винта аэродинамической формы, которая давно применяется в самолетостроении;
сложностей учета меняющихся скоростей ветра;
расположения вращающихся частей на высоте вдали от жилого строения;
обеспечения жесткой и прочной конструкции мачты, способной надежно противостоять ураганным нагрузкам.

Производители ветрогенераторов стандартизируют свою продукцию под разные климатические условия, предлагают всевозможные технические решения по мощности, различные способы установки вплоть до простого монтажа на крыше здания. Однако это может закончиться расшатыванием строительных элементов стен и крыши, образованием в них трещин.

Самодельные гидроэлектростанции

Альтернативные источники электрической энергии, использующие мощности водяного потока, проще всего подходят для изготовления своими руками.

Они могут работать от небольшого ручья, как видно на фотографии, или направляемого на них более мощного потока реки.

Показанная ниже гидроэлектростанция собрана руками нескольких умельцев. Она питает бесплатной электроэнергией 30 домов в сельской местности.

Для подобных конструкций можно использовать асинхронные электродвигатели, переключенные в режим генератора. Их устанавливают на стационарно смонтированном оборудовании, как показано на фото выше, или на плавающих станциях.

Энтузиасты гидроэлектростанций создают свои устройства разных типов, используя их в самых неожиданных местах, например, потоках фекальных вод очистных сооружений.

Недостатки подобных конструкций:

обязательное наличие потока воды, способного крутить водяное колесо;
замерзание водоемов во время морозов.

Чтобы не терять электроэнергию гидроэлектростанции в зимний период существуют конструкции водяных колес, располагаемых на дне реки. Они создаются для круглогодичного электроснабжения.

Солнечные батареи и станции

Если первоначальные конструкции гелиобатарей разрабатывались только для космических аппаратов, то сейчас их массово производят для бытового использования.

Солнечные батареи работают в разных устройствах. Они применяются для питания электроэнергией небольших приборов в качестве автономного источника и мощных электрических станций.

Для создания домашней гелиостанции необходимо использовать:

солнечные батареи, которые вырабатывают постоянный ток;
контроллер, принимающий и распределяющий энергию батарей на:

аккумуляторы, служащие накопителями;
потребители постоянного тока;

инвертор, изменяющий форму сигнала до чистого синуса и повышающий его напряжение до 220/380 вольт.

Все эти устройства необходимо согласовать по мощности, техническим характеристикам и нагрузкам.

Выбирая любую конструкцию альтернативного источника энергии для электроснабжения дачи и дома, не забывайте об элементарном . Обязательно используйте автоматические защитные устройства.

Практическую реализацию принципов автономного электроснабжения дома и оборудования фермы на примере ветрогенератора и солнечной электростанции можно посмотреть в видеоролике компании МикроАрт.