Энергоснабжение загородного дома от возобновляемого источника

Лето — время, которые многие проводят на даче. Особенно в нынешних условиях, когда доступ на многие зарубежные курорты закрыт, а цены на посещение отечественных заметно возросли. Самое время заняться дачным хозяйством, в том числе, решением проблем с энергоснабжением. В этой статье мы расскажем о том, когда есть смысл устанавливать личную электростанцию на участке и как ее правильно выбрать. Рекомендации могут оказаться полезными не только дачникам, но и жителям некоторых сел, деревень, а также коттеджных поселков.

(https://cdn.elec.ru/i/30/78/30781adaa987fb882429cc12e4e26020313d31a5.jpg)

источник - здесь (https://www.elec.ru/publications/alternativnaja-energetika/6780/)

Для дачных поселков характерны следующие основные проблемы с энергоснабжением:

 - Во-первых, энергоснабжение изначально спроектировано по самой низкой категории, что обуславливает частые перебои в подаче электричества.
 - Во-вторых, энергетики, борясь с неплатежами, используют практику ограничения мощности, суммарно потребляемой дачным поселком при наличии значительной задолженности. Это означает, что при превышении определенного лимита мощности обесточивается весь поселок, включая и добросовестных потребителей. На практике превышение лимита происходит практически всегда в холодную погоду, когда дачники массово включают себе электрический обогрев. В результате электричество даже при исправном оборудовании может пропасть на несколько часов, а то и дней.
 - В-третьих, сети внутри многих дачных поселков сильно изношены, в результате происходят значительные потери электроэнергии, оплачиваемые снова из кармана дачников.
Проблема с ограничением мощности по всему поселку должна быть решена посредством установки «умных» счетчиков, позволяющих отключать от сети абонентов в индивидуальном порядке. Но когда это все дойдет до дачных поселков..?

Обеспечить независимость от местного поставщика электроэнергии на своем участке можно путем установки дизель-генератора. Но если учесть, что на дачу люди ездят отдохнуть и подышать свежим воздухом, слушать постоянно шум дизеля и вдыхать его выхлопы — весьма сомнительное удовольствие. Вот почему все больше людей интересуется установкой в загородном доме собственной солнечной или ветряной электростанции.

К объектам микрогенерации относят электростанции, дающие мощность до 15 кВт. Системы с выходной мощностью порядка 10-15 кВт есть смысл ставить для загородных домов с электрическим отоплением и постоянным проживанием в них людей.

Если говорить о дачах, то максимальная мощность, выдаваемая личной электростанцией, составляет около 3 кВт. Это примерно соответствует присоединяемой мощности на большинстве дачных участков. Вполне достаточно для жизни, если не пользоваться на постоянной основе электрообогревом. Такие станции по карману широкому кругу пользователей, а их размеры позволяют размещать их на обычном дачном участке.

источник - здесь (https://www.elec.ru/publications/alternativnaja-energetika/6780/)

Типы домашних электростанций
Используемые дома электростанции, работающие на возобновляемых источниках энергии, делятся на три основных типа.

Сетевые
Эти электростанции не имеют в своем составе аккумулятора и должны быть постоянно подключены к электросети. Потребляемая из сети электроэнергия уменьшается на количество энергии, вырабатываемой в данный момент времени солнечными панелями или ветряком. Преимуществами таких электростанций являются низкая цена — в 1,5 раза дешевле автономных при той же мощности — и большой срок службы из-за предельной простоты конструкции. Использовать сетевую электростанцию есть смысл только солнечную, в дачном доме или коттедже, оборудованном кондиционерами. В жаркий солнечный день солнечные панели компенсируют увеличение энергопотребления за счет кондиционеров, снижая расходы. От сбоев в электропитании такая система в общем случае не может спасти, т. к. при отсутствии напряжения в сети достаточно облачку пройтись по небу или же на мгновение прекратиться ветру — приборы в доме мгновенно будут обесточены (что, кстати, может стать причиной сокращения их срока службы)

Автономные
Эти электростанции имеют аккумуляторы, которые позволяют обеспечить непрерывную подачу электроэнергии в нагрузку вне зависимости от текущих погодных условий. Данный тип электростанций не предназначен для совместной работы с электрическими сетями.

Универсальные (гибридные)
Имеют аккумулятор и могут подключаться к сети. В том случае, если аккумулятор близок к разряду, а яркого солнца (или сильного ветра в случае ветрогенератора) все еще нет, эти электростанции запасают электроэнергию из сети. Данный тип электростанций оснащается продвинутыми контроллерами, что позволяет, при включении соответствующей функции и наличии «ночного» тарифа, регулярно запасать в аккумуляторах энергию из сети, когда ее стоимость минимальна. Мало того, универсальные электростанции способны даже поставлять излишки электроэнергии в сеть, зарабатывая тем самым для своих хозяев деньги (если такая опция поддерживается местной сбытовой компанией). Недостатком универсальных электростанций является высокая стоимость — в среднем на треть больше, чем у автономных той же мощности.

источник - здесь (https://www.elec.ru/publications/alternativnaja-energetika/6780/)

Выбирая солнечную или ветряную электростанцию для дачи, обратите внимание на диапазон температур, в пределах которых работает аккумулятор (или хотя бы не выходит из строя в процессе хранения). Обычно дачные дома используются сезонно; оставленный на зиму в неотапливаемом доме аккумулятор может выйти из строя, если он не рассчитан на такую низкую температуру. Лучшим вариантом с этой точки зрения для миниэлектростанций и накопителей энергии считаются гелевые (GEL) аккумуляторы. Если же аккумулятор устраивает вас по емкости, но не выдерживает мороз, придется возить его по окончании сезона домой, а весной возвращать обратно.

Отметим, что употребление термина «гибридные» применительно к универсальным солнечным электростанциям хотя и распространено, но, по сути, некорректно. Изначально гибридными именовались устройства, одновременно использовавшие энергию как ветра, так и солнца, причем многие из них относятся к категории автономных.

источник - здесь (https://www.elec.ru/publications/alternativnaja-energetika/6780/)

Ветрогенерация

На первый взгляд отличным вариантом для дачи является применение ветрогенератора. Он занимает участок земли круглой формы диаметром порядка 10 м, на котором можно что-нибудь посадить из овощей. Стоимость полного комплекта домашней ветроэлектростанции автономного типа мощностью 3 кВт составляет в среднем от 300 000 до 400 000 руб. Стоимость услуг по установке — от 25 000 руб. В принципе, и такие примеры известны, можно изготовить часть деталей самостоятельно, при этом стоимость материалов для их изготовления и узлов, которые невозможно сделать в домашней мастерской, составит 50 000-100 000 руб. Установить ветрогенератор можно своими силами, какого-либо специального образования для этого не требуется. Если вы самостоятельно устанавливаете ветрогенератор или солнечную электростанцию, не забудьте обеспечить необходимую молниезащиту [Л].

При простоте изготовления и установки эксплуатация ветряка таит в себе множество проблем. Мощные электростанции используют ветряки с мачтами высотой порядка нескольких десятков метров. Располагаются они в чистом поле либо на берегу моря (а иногда и на морском шельфе). Высота мачты бытового ветряка обычно не превышает 12 м. Если объем электроэнергии, вырабатываемой 1 кв. м солнечных панелей, приблизительно одинаков для данной даты в пределах одного района, то параметры генерации ветряка, установленного на высоте 10-12 м, гораздо менее предсказуемы. В итоге энергии, выработанной ветряком, может в реальности не хватить даже для зарядки аккумулятора на случай пропадания энергии в сети, не говоря уже о стабильном питании. Хотя всего в паре километров от этого места установка ветрогенератора дает отличные результаты. Проведение же исследования воздушных потоков конкретно над вашим дачным участком стоит примерно столько же, сколько сама ветроэлектростанция.

Еще сложнее уладить возможные претензии соседей. Ваш ветряк будет гордо возвышаться над поселком, застроенном домами высотой не более трех этажей. Вредное влияние ветряков — одна из «страшилок», активно тиражируемых в интернете. Правда, речь идет о гигантских ветрогенераторах - они действительно создают инфразвуковое излучение, влияние которого на природу до конца не изучено (хотя пока нет и однозначных научных доказательств о его вреде для человека). Но страхи автоматически переносятся и на безобидные малые ветряки. Впрочем, бытовой ветрогенератор действительно создает акустический шум, безопасный для людей (инфразвуковая составляющая в нем минимальна), тем не менее он может быть слегка слышен на соседних участках.

В том случае, если вы являетесь членом садоводческого некоммерческого товарищества (т. е. пользуетесь участком, выделенным еще в советское время) или же членом товарищества собственников жилья (в современных коттеджных поселках), то установку ветряка вам придется согласовывать с другими жителями поселка. Тем не менее, даже если вы формально не обязаны ничего согласовывать, соседи все равно могут подать на вас в суд, мотивируя это тем, что ветряк испортил вид на их дом и, соответственно, снизил его рыночную стоимость.

Ветрогенераторы можно рассматривать как выгодное решение для энергоснабжения домов, находящихся на некотором удалении от деревень и дачных поселков. Согласовывать установку там точно не нужно, воздушные потоки в таких местах более прогнозируемые.

источник - здесь (https://www.elec.ru/publications/alternativnaja-energetika/6780/)

Солнечные панели

Комплект оборудования автономной солнечной электростанции мощностью 3 кВт стоит в среднем 400 000–500 000 руб. Установка такой электростанции — сложное дело, лучше доверить его специалистам. На установку придется потратить еще не менее 50 000 руб.

Стандартным вариантом является размещение солнечных панелей на крыше дома. Ни с кем это мероприятие согласовывать не нужно. Для того, чтобы обеспечить нормальную работу солнечной электростанции с мощностью нагрузки до 3 кВт в условиях средней полосы России, солнечные панели должны покрывать площадь около 20 кв. м, причем размещают их, как правило, на одном, более солнечном скате крыши. Эти панели поместятся даже на крыше дачного дома размерами 6×6 м в основании, построенного по типовому советскому проекту, не говоря уже о современных строениях больших размеров.

Таким образом, солнечные панели представляют собой наиболее удобный вариант альтернативного энергоснабжения для самых разных типов загородного жилья. Но одновременно — это и самый дорогостоящий вариант. Может ли он окупиться?

источник - здесь (https://www.elec.ru/publications/alternativnaja-energetika/6780/)

Личная солнечная электростанция с панелями общей площадью 20 кв. м вырабатывает, применительно к Московской области, в среднем 8 кВт·ч в сутки. Т. е. экономия в день на электроэнергии составляет около 46 руб. Предположим, что за срок службы один раз меняем аккумулятор. Если даже в доме живут весь год, то затраты на покупку и установку электростанции в размере 500 000 руб. (включая стоимость запасного аккумулятора в размере 40 000 руб.) окупятся только за 30 лет. При этом срок службы солнечных панелей не превышает 25 лет.

Конечно, расчеты не учитывают рост тарифов на электроэнергию. Поправка на этот фактор может снизить срок окупаемости примерно до 15 лет, но… Действующее законодательство обязывает производителей бытовой техники держать на складах полный набор запчастей в течение 7, максимум 10 лет после снятия модели с производства. Далее любой ремонт многократно возрастает в цене, дешевле купить новое оборудование.

Получается, что солнечная электростанция на даче себя не окупает, если считать только прямую выгоду. Продажа излишков генерируемой электроэнергии могла бы поправить ситуацию, но насколько реально осуществить ее в условиях СНТ, пока непонятно.

Проблему с перебоями можно решить, купив более дешевое устройство резервного накопления электроэнергии (стоит примерно 150 000 руб. за емкость 5 кВт·ч). Но оно способно полноценно питать дом при сбоях в энергоснабжении не более 12 ч. Если обычным делом являются более длительные перерывы в энергоснабжении, то лучше приобрести солнечную электростанцию.

Тем не менее если бы компактных солнечных и ветряных электростанций не существовало, для обеспечения комфортной жизни вам бы пришлось вместо дома в СНТ с «дырявой» инфраструктурой обзавестись загородным особняком в современном поселке. Там проблем с энергоснабжением нет. Но на это придется потратить уже не сотни тысяч, а десятки миллионов рублей, не говоря уже о значительно больших расходах на обслуживание. Вот в чем и заключается реальная выгода от внедрения альтернативной энергетики у вас на даче.

источник - здесь (https://www.elec.ru/publications/alternativnaja-energetika/6780/)