Электроснабжение загородного дома — основные и альтернативные источники электроэнергии

Необходимость электрификации загородного дома не вызывает сомнений. В самом деле, романтический вечер при свечах, конечно, хорош, но когда такие вечера следуют один за другим, романтика кончается. Кроме того, если в доме жить какое-то продолжительное время, то хочется, чтобы там был и телевизор, и холодильник, и многие полезные бытовые приборы. Словом, прав был вождь пролетариата, призывая к всеобщей электрификации.

В принципе электроснабжение загородного дома можно осуществить следующими способами:

• внешним
• автономным
• смешанным

Внешнее электроснабжение загородного дома

Внешний способ энергоснабжения — это подключение к существующим электросетям. Ответвление выполняется либо воздушными линиями, либо под землёй — кабельными линиями. Следует иметь в виду, что по существующим нормам и правилам как воздушное (до изоляторов на доме), так и подземное ответвление считается частью ВЛ. Его обслуживает и несёт за него полную ответственность владелец электросети. Чтобы все усилия не оказались напрасными, лучше согласовать их с владельцем сети.

Собственно, что можно сделать своими силами, чтобы ускорить получение энергии? При устройстве воздушного ответвления нужно определить геометрию прохождения проводов и сопоставить ее с правилами. Так, расстояние до ближайшей опоры не должно быть более 25 метров, высота над местом проезда автомобиля не может быть менее 6 метров, над пешеходными дорожками и проходами — менее 3,5, провода к изоляторам на доме крепятся не ниже 2,75 метра от земли. Если где-то не «вписываемся» в указанные параметры, надо ставить дополнительные опоры, либо произвести другие действия по согласованию, опять же, с владельцем электросети.

Основной элемент кабельного ответвления — это защитная труба. Диаметр её должен позволять свободно пропустить провода или кабели. Конфигурация может быть произвольной: труба может огибать цоколь здания. Есть несколько обязательных условий:

• радиусы изгибов должны быть максимально большими
• трубу нужно надёжно прикрепить к стене на высоте не менее 1,8 метра
• желательно, чтобы труба была цельной и проходила сквозь стену дома до самого вводного устройства.

Другой конец трубы заглубляется в землю. Под подземную часть ответвления прокапываем траншею глубиной 60-80 см, в которую укладывается кабель. Грунт для засыпки траншеи надо очистить от осколков стекла, кирпича и т. п. Неплохо защитить кабель от повреждения кирпичом, бетонной плиткой, полосой железа. Наконец, Г-образный отрезок трубы нужно подготовить для размещения у опоры ВЛ.

Автономное электроснабжение загородного дома

Автономная, т. е. не зависящая от внешних источников система электроснабжения, в принципе, представляет собой электростанцию, работающую постоянно (когда это надо) и обеспечивающую все потребности в электричестве.

Принципиальный вопрос при выборе автономной системы — какой мощности должна быть энергетическая установка. Проще всего это сделать, суммируя мощность всех нужных электроприборов и перемножив на примерное время работы. Например, среднестатистические данные по России дают цифру суточного потребления электроэнергии в 3 кВтч, это примерно 1000 кВтч в год. Необходимо, конечно, иметь и небольшой запас мощности на разные непредвиденные случаи.

Автономные системы электроснабжения можно подразделить на:

• работающие на невозобновляемых ресурсах
• работающие на возобновляемых ресурсах

К первым относятся генераторные установки соединённые соосно с двигателем дизельным или бензиновым. Монтируются они обычно на одной раме. Современные дизельгенераторы и бензогенераторы довольно компактны, надёжны. Соответствующие устройства позволяют запускать их как вручную, так и дистанционно. Такие установки можно собирать и самостоятельно, например, используя старые автомобильные двигатели и подобрав соответствующий генератор.

К недостаткам таких установок относится необходимость строить отдельное помещение для неё и для хранения топлива. В помещениях нужно монтировать выхлопную трубу. При всех условиях установки создают шум, загрязняют окружающую среду. Кроме того, стоит посчитать, во что обойдётся кВт энергии исходя из цен на топливо.

Вторая группа альтернативных источников использует для производства электроэнергии природные ресурсы: ветер, солнце и воду (пока не будем касаться атомных котлов, хотя учёные уверяют, что и их применение в домашнем хозяйстве не за горами).

Ветряные электрогенераторы были распространены на территории России ещё в 50-е годы прошлого века. С их помощью снабжались энергией целые деревни. Конечно, для загородного дома, не подойдут гигантские мачты с пропеллерами. Колесо диаметром в 1-1,5 метра в состоянии сделать технически подготовленный человек. Ветряк лучше всего установить на коньке крыши. Колесо может быть карусельного или пропеллерного типа. Ветроколесо соединяется с генератором повышающим редуктором. В качестве генератора может быть использован переделанный генератор автомобиля, у которого вместо обмотки возбуждения установлены постоянные магниты, а статорная обмотка перемотана тонким проводом. Это только одна из приемлемых схем. В принципе ветряков может быть несколько.

К основным недостаткам данных агрегатов относится небольшая мощность, снимаемая с одного колеса. К тому же, ветра дуют непостоянно, а электричество нужно всегда. Поэтому ветрогенераторы лучше использовать для зарядки аккумуляторных батарей, которые накапливают энергию, а потом питают электроприборы. В свою очередь, данная схема создаёт следующие проблемы: нужны АКБ типа бесперебойных источников питания компьютеров, т.е. полностью необслуживаемые герметичные аккумуляторы, обладающие высокой надежностью, долговечностью и не загрязняющие атмосферу.

Для питания загородного дома нужен переменный ток напряжением 220 вольт. Следовательно, нужен преобразователь постоянного напряжения аккумулятора в переменное напряжение 220 вольт, так называемый инвертор. Его выбор также очень важен и сложен в силу различных требований к форме и стабильности напряжения питания у потребителей.

Для этих же целей ветряк можно заменить солнечной батареей. Так, батареи на 12 вольт 0,1 ампера достаточно, если установить 20 штук таких батарей.

При наличии возле дома реки или ручья можно использовать для производства электроэнергии микроГЭС. Их отличительными особенностями являются независимость от погодных условий и равномерность выработки энергии, т.к. скорость течения намного более постоянная величина, чем скорость ветра или поток солнца.

Малые гидроэлектростанции бывают погружные (устанавливаемые на дно реки), деривационные (рукавные, использующие гибкую трубу для формирования водного потока большой скорости вне ручья) и свободнопоточные (плавают на поверхности реки). Все они надёжны в эксплуатации, долговечны и просты в обслуживании. Причём одна такая ГЭС может обслуживать несколько домов. В данном случае также немаловажно решить экономические вопросы: во что выльется постройка ГЭС, какой будет в итоге стоимость электроэнергии.

Смешанный способ электроснабжения загородного дома

Здесь также возможны варианты. Основными источниками электроэнергии могут стать автономные альтернативные источники: ветроэлектростанции, солнечные батареи, микроГЭС, а в качестве резервных может использоваться центральная сеть, если она есть поблизости, и генераторы на невозобновляемых источниках энергии. Причём в целях экономии можно установить реле, которое отключит центральную сеть, когда аккумуляторные батареи наберут нужные параметры для энергоснабжения дома, и наоборот.

Другой вариант: основным источником энергии является внешняя электролиния, а альтернативные источники энергии являются резервными, на случай аварии и других непредвиденных обстоятельств.