Свеча, лучина, ледник в погребе...
Как люди обходились без электричества? Нам даже вообразить это трудно! У нас другие заботы: запредельный счет за электроэнергию, нередкие отключения на несколько часов, а то и на сутки... Для того чтобы обрести хотя бы относительную независимость от электросетей, достаточно приобрести автономный источник электропитания.
Обеспечить бесперебойное питание на случай отключений электроэнергии поможет резервный генератор, бензиновый или дизельный. Такие генераторы часто называют мини-электростанциями.
Генератор про запас
Чем определяется выбор мини-электростанции? В первую очередь суммарной мощностью тех потребителей электроэнергии, которые обязательно должны работать независимо оттого, есть ток на столбе или его нет. Если есть и такие потребители, которые вообще не должны ощутить факт отключения, это тоже повлияет на выбор. Существенны и такие вопросы: есть ли в доме трехфазные электроприборы? какова обычная длительность отключений? и даже - насколько ценен для вас комфорт? Немаловажное значение имеют срок гарантийного обслуживания, наличие собственного сервисного центра и склада запчастей у компании, в которой вы намерены приобрести мини-электростанцию, и ее репутация на рынке.
Получив ответы на эти вопросы, нужно рассчитать мощность генератора и определиться с числом фаз; исходя из мощности, времени непрерывной работы и требуемого моторесурса, выбрать вид топлива - дизельное или бензин; решить, какой способ запуска вам больше подходит - автоматический или ручной?
МОЩНОСТЬ
Как правило, для дачи или небольшого коттеджа будет достаточно номинальной мощности в 5-7 кВт. Для коттеджа общей площадью 300-400 кв. метров подойдет, скорее всего, миниэлектростанция мощностью 10-15 кВт.
Если в доме есть потребители трехфазного тока, такие как трехфазная электроплита, то следует приобрести трехфазную мини-электростанцию, в противном случае можно ограничиться однофазной моделью, если только речь не идет об очень большом доме, для нормальной электрификации которого потребуется трехфазная электростанция мощностью 20-40 кВт.
В случае если выбор падет на трехфазную мини-электростанцию, желательно более или менее равномерно распределить нагрузки по фазам, чтобы избежать неприятного явления -перекоса фаз, который может привести к порче электроприборов.
При оценке мощности мини-электростанции надо учитывать наличие пусковых токов у электроприборов с высокой индуктивностью - холодильников, насосов и т. д. Принято считать, что максимальная мощность домашней мини-электростанции должна хотя бы на 20 % превышать номинальную.
Бензин или дизель?
Выбор бензиновой или дизельной мини-электростанции зависит от того, насколько часто и подолгу ей предстоит работать. Моторесурс у дизельных мини-электростанций в 2-2,5 раза больше, чем у бензиновых. К тому же дизельные электростанции экономичнее. Но и стоят они на 30-50 % дороже, чем их бензиновые конкурентки такой же мощности.
При частых отключениях электроэнергии или при постоянной работе по 6-8 часов и более предпочтение следует отдать дизелю, причем «профи».
Мощность бензиновых генераторов составляет обычно не более 10 кВт. Если требуется большая мощность, вам все равно придется приобретать дизельную миниэлектростанцию.
Качество тока
Источники бесперебойного питания в загородном доме нужны не только для компьютеров. Есть кое-что поважнее: обеспечить бесперебойную работу котельного оборудования и слаботочных систем, таких как камеры видеонаблюдения.
Максимальной стабильностью тока среди мини-электростанций обладают инверторные генераторы, не уступая по этому параметру источникам бесперебойного питания. Они, как правило, имеют небольшую мощность (до 2-3 кВт), а по цене превосходят обычные бензиновые агрегаты такой же мощности примерно вдвое.
Быть может, газ?
В принципе, газовый генератор, используемый в качестве основного, а не только лишь резервного источника электроснабжения, не просто обеспечил бы бесперебойное питание загородного коттеджа, но и позволил бы немало сэкономить, ведь газ - самый дешевый энергоноситель. Однако газовые мини-электростанции пока еще не приобрели широкой популярности, поскольку стоят примерно вдвое дороже, чем дизельные и, уж тем более, бензиновые мини-электростанции.
Зато их моторесурс вдвое превышает моторесурс дизельного генератора. Газовые электростанции могут работать как на магистральном, так и на сжиженном газе. Примерами газовых миниэлектростанций могут служить модели SDMO и GMGen PS с газовым двигателем Kohler.
Возможно, за ними - будущее.
Частичная автономия
Альтернативные источники электричества - солнечные панели и ветрогенераторы - на большей части территории нашей страны (за исключением южных регионов) вряд ли смогут обеспечить полную независимость от электросетей, но тем не менее будут очень полезны. Любая система электроснабжения от солнца и ветра состоит из четырех элементов: солнечных панелей и/или ветрогенератора, контроллера, аккумуляторной батареи и инвертора. При этом до 50 % стоимости системы приходится на аккумуляторы. Каждая система балансируется под конкретного заказчика.
Четыре элемента
Контроллер - это «мозг» автономной системы электроснабжения. Его задача - оценить приход и расход электроэнергии, степень заряда аккумуляторов, мощность нагрузки и, исходя из всего этого, выбрать оптимальный режим работы системы электроснабжения. Применение современных солнечных контроллеров позволяет поднять выработку электроэнергии солнечными панелями в пасмурную погоду до 30 % от максимального значения. Потребление электроэнергии в системе электроснабжения от солнечных источников и ветрогенератора происходит не напрямую, а через буфер - аккумуляторную батарею.
Самые перспективные аккумуляторы - литий-феррум-фосфатные. Их основные преимущества - малый вес и габариты, возможность глубокого разряда, большое число циклов заряд/ разряд (5000 против 3000 циклов у ближайшего «соперника» - свинцово-кислотной панцирной батареи).
Назначение инвертора - превратить постоянный ток от солнечных панелей в переменный (однофазный или трехфазный), необходимый для работы большинства потребителей электроэнергии.
Энергия солнца
Самые совершенные солнечные панели из монокристаллического кремния в солнечную погоду способны вырабатывать более 100 Вт электроэнергии на 1 кв. метр площади. Их срок службы составляет более 25 лет, а КПД достигает 18-20 %. Солнечные панели из мультикристаллического кремния стоят процентов на 20-30 дешевле, но и параметры у них похуже: срок службы 15-20 лет, КПД до 15 %. Самые дешевые гибкие панели из аморфного кремния имеют КПД не более 10 % и служат всего лишь 8-10 лет. Солнечные батареи будут работать и в пасмурную погоду, если соединить 4-5 24-воль-товых панелей последовательно, чтобы выходного напряжения хватало для подзарядки аккумуляторной батареи.
В средней полосе России солнечные панели лучше устанавливать вертикально чтобы их не заваливало снегом. Целесообразно развернуть панели по сторонам света: скажем, половину повернуть на 30° к юго-востоку, а половину - на 30° к юго-западу. Это позволит растянуть работу на всю продолжительность светового дня.
1. Дизельная электростанция GMGeu Power Systems. 2. Газовый генератор. 3. Generac 5914 (8 кВт). Солнечные панели установленные вертикально 4. Солнечные батареи на крыше дома. 5. Ветрогенератор.Ветер, ветер, ты могуч!
В средней полосе России преобладают ветры со средней скоростью 5-7 м/сек. Этого маловато для эффективной работы ветрогенераторов, -фактически, мы оказываемся где-то на нижнем пределе. Следует выбирать ветрогенератор, рассчитанный на работу при низкой скорости ветра.
Такие ветрогенераторы не только более громоздки, но и стоят дороже, так как в них используется больше неодимовых магнитов.
Конструкция лопастей непустяк. Использование «самолетного» профиля повышает энергоэффективность в 2-4 раза по сравнению с плоскими лопастями. Оптимальное число лопастей - три. 95 % всех выпускаемых в мире ветрогенерато-ров - трехлопастные с горизонтальной осью.
Получившие довольно широкое распространение ветряки с вертикальной осью вращения и самолетным профилем лопастей стоят сравнительно дорого. Но они - при той же мощности -служат дольше и работают тише. К тому же они за счет значительной площади лопастей более эффективны при слабом ветре.
Чтобы ветрогенератор оказался экономически целесообразен, его следует поднять на мачту высотой не менее 15-18 метров, а это - довольно сложный монтаж и тросовые растяжки на значительной площади участка. Зато средняя энергия ветра на высоте 18 метров примерно втрое больше, чем на уровне земли!
