Солнце, воздух и вода лучше РАО ЕЭС?

Действующий федеральный закон «Об электроэнергетике» в своё время дал «зелёный свет» строительству собственных источников электроэнергии частными потребителями для обеспечения собственной же потребности. Так закончилась эпоха монополизма централизованной энергетики, несовместимая с новыми рыночными условиями.

Темпы роста загородного строительства значительно опережают процессы реструктуризации существовавшей ранее энергосистемы и темпы развития загородных электросетей. Оборудование и технологии морально и физически устарели, перегрузки муниципальных сетей приводят к перебоям в электроснабжении, скачкам напряжения и отказам электросети. А ведь от работы систем электроснабжения зависят тепло, комфорт и безопасность проживания, работа других инженерных систем и оборудования загородного дома. К тому же централизованные сети не всегда могут выделить владельцу собственного дома необходимый объём электроэнергии по причине недостаточности резервных мощностей, плата за присоединение к сети высока, да и тарифы за пользование электроэнергией постоянно растут.

Избежать всех этих проблем и неприятностей можно с помощью установки автономного или резервного источника электроснабжения. Надёжнее всего смешанный способ электроснабжения загородного дома, когда основным источником энергии является внешняя электролиния, а резервным – автономная система, или наоборот. Возможны и варианты – в качестве взаимозаменяющих или дополняющих друг друга источников энергии используются разные автономные технологии энергоснабжения.

Без бумажки ты ... электроснабжения не получишь!

Организация электроснабжения загородного дома требует целого ряда согласований. Перечень необходимых документов регламентируется «Инструкцией по электроснабжению индивидуальных жилых домов и других частных сооружений» Главгосэнергонадзора. При этом следует учитывать, что в каждом частном случае требования надзорных органов зависят от специфики условий. Процесс получения всех разрешений и согласований, особенно в случае присоединения загородного дома к централизованным энергосетям, может быть очень длительным. Поэтому проведение согласований лучше доверить специалистам, которые с большей вероятностью успеха могут получить технические условия на присоединение к сетям электроснабжения или, к примеру, увеличить расчётную допустимую мощность системы.

Наиболее важный момент в «бюрократическом» аспекте энергоснабжения – проект, то есть техническая документация, в которой содержится схема электропроводки и электрооборудования дома, расчёт нагрузки на электросеть, сводная спецификация материалов и оборудования. Время лучин и керосинок давно прошло, проект энергоснабжения также обязателен, как и архитектурный проект. При нынешнем уровне потребления электроэнергии в загородных домах монтаж разнообразных электроприборов и, соответственно, разветвленной сети без проекта попросту невозможен. Конечно, в реалиях проект нередко готовится после монтажа по существующим схемам электропроводки. Однако, если проект электроснабжения выполняется до монтажа в полном соответствии с современными требованиями нормативной документации, что гарантирует 100% безопасность системы и спокойствие владельцев, в том числе и в плане согласований и проверок инспектирующих органов Энергонадзора.

Подключение к действующим электросетям выполняется воздушными линиями или, что реже в загородных домах, кабельными – под землёй. Геометрия ответвлений проводки должна соответствовать правилам, а именно: максимально допустимое расстояние от вводного устройства до ближайшей опоры не должно быть более 25 м, высота кабеля над местом проезда автомобиля не может быть менее 6 м, над пешеходными дорожками – менее 3,5 м. Провода к изоляторам на доме крепят так, чтобы они находились не ниже 2,75 м от земли.

При кабельном ответвлении конфигурация защитной трубы может быть любой, главное, чтобы радиусы изгибов должны быть максимально большими, а диаметр трубы позволял свободно пропустить сам кабель.

Соблюдение этих правил при подключении к централизованным сетям – это опять же вопросы безопасности и согласований, в данном случае – с владельцем сети, поскольку

по существующим нормам и правилам воздушное (до изоляторов на доме) или подземное ответвление считается зоной его ответственности.

На центральные сети надейся, а сам не плошай!

Преимущество автономного электроснабжения – независимость от внешних источников. Оптимальным решением «автономии» является применение генераторных установок, соединенных с дизельным или бензиновым двигателем.

Система аварийного электроснабжения отличается от автономной меньшей мощностью генератора, меньшим временем работы и соответственно более низкой ценой. Резервный генератор, как правило, комплектуется устройством автозапуска, которое поддерживает «боеготовность» прибора – подогрев охлаждающей жидкости, подзаряд стартерной батареи и комплекта стационарных батарей компенсирующего устройства. Это позволяет обеспечивать нормальный режим электропитания при отключениях централизованной электросети.

В качестве аварийного источника электроэнергии для кратковременного использования целесообразно применение электростанций с бензиновым двигателем. Они бывают переносными и стационарными, имеют маленький вес, незначительные габариты, невысокий уровень шума при работе, легко запускаются при низких отрицательных температурах. Как правило, бензиновые двигатели имеют воздушное охлаждение и не могут работать беспрерывно длительное время, иначе возможен перегрев и выход из строя через несколько часов работы.

Бензиновые электростанции могут работать на двухтактных двигателях, где бензин перемешивается с маслом, и четырёхтактных, работающих на чистом бензине. Мощность первых, как правило, ограничивается 1 кВт, поэтому для аварийного электроснабжения дома используют генераторы с четырёхтактным двигателем.

Для стабильного и бесперебойного снабжения электричеством загородного дома, при планируемой нагрузке в 10 кВт (и более), а также при длительных отключениях централизованного электроснабжения удобнее всего использовать дизельные генераторы.

Они надёжнее установок с бензиновым двигателем, только вот стоимость их в 2–3 раза выше бензиновых той же мощности. Впрочем, эксплуатационная экономичность установки с дизельным двигателем позволит быстро забыть о первоначальных тратах. Немаловажный фактор безопасности – солярка, в отличие от бензина, практически не воспламеняется.

Высокооборотные дизельные электростанции (3000 об/мин) применяют для аварийного электроснабжения. По своим характеристикам они похожи на бензиновые установки – стоимость ниже, но ниже и моторесурс, а период безостановочной работы не превышает один-два дня. Низкооборотные (1500 об/мин) двигатели способны работать круглосуточно в качестве основного источника питания. Дизельные двигатели имеют жидкостное охлаждение и лишь самые маломощные выпускаются с воздушным охлаждением. При этом аналогичные им бензиновые электрогенераторы дешевле по стоимости, издают меньше шума и проще в обслуживании.

Системы автономного и резервного электроснабжения могут устанавливаться непосредственно в самом доме или за его пределами в специально оборудованном помещении или в контейнере.

Дайте «газу»!

Редко используются в настоящее время газовые электростанции, хотя в случае наличия централизованного газоснабжения установка газовых генераторов имеет преимущество, поскольку за счёт меньших цен на топливо уменьшаются эксплуатационные расходы. К тому же полное сгорание топлива уменьшает объём выбросов в атмосферу.

Практическое применение газовых электростанций ограничивает высокая стоимость оборудования, расходов по монтажу и вводу в эксплуатацию. Тем не менее, это – перспективное направление, особенно установка газопоршневых электростанций, которые, помимо природного газа, могут использовать в качестве топлива пропан, бутан, попутный нефтяной газ, газы химической промышленности, газ мусорных свалок, газ сточных вод и т. д.

Такие электростанции могут работать на так называемых возобновляемых источниках энергии, что крайне актуально в плане сохранения окружающей среды.

Считаем киловатты и киловатт-часы

Необходимая мощность автономного или резервного источника питания должна быть определена на этапе проектирования – на основании учёта мощностей всех потребляющих электричество приборов. Важно учесть такой нюанс: электроприборы, имеющие в своей конструкции электромоторы, относятся к индуктивным потребителям напряжения (дрели, пылесосы, холодильники и т. п.). Такие приборы могут потребовать обеспечения пусковой мощности, превышающей рабочую мощность потребителя или номинальный ток в 2–3 раза.

Если для активных потребителей (лампы накаливания, телевизор, различная бытовая техника) нужно просуммировать мощность всех одновременно подключаемых приборов и прибавить примерно 15–20% на запас, то суммарную мощность электротехники индуктивного типа надо увеличить в 2,5–3 раза для обеспечения работоспособности электростанции. В случае использования индуктивных потребителей рационально установка генератора, снабжённого дополнительным стартовым устройством, которое позволит значительно снизить необходимую мощность электростанции в момент пуска приборов.

Солнце, воздух и вода

Вообще, альтернативной энергетике, использованию для производства электроэнергии природных ресурсов в последнее время во всём мире уделяется пристальное внимание.

Потребность человечества в энергии на 180 лет вперёд может быть обеспечена только солнечной энергией. Год назад в Испании прошёл конкурс экспериментальных домов, чьи потребности в энергии покрывались за счёт солнечных батарей. Первое место завоевал дом «Люменхаус», спроектированный в США. Поверх каркаса дома навешивается «бутерброд» из нескольких солнечных панелей, каждая из которых выполняет свою функцию.

Принцип работы «солнечной энергетики» прост – элементы в модулях, установленных на крыше дома, преобразуют солнечный свет непосредственно в постоянный ток. Комплексные системы включают в себя солнечные модули, аккумуляторные батареи, инверторы и контроллеры. Инвертор преобразует постоянный электрический ток в переменный ток электросети. Часть электроэнергии в течение дня используется для заряда батарей, которые обеспечивают мощность при предельных нагрузках в случае отключения электроэнергии. Защитная автоматика контроллера не допускает перегрузки системы или обратного тока в ночное время.

Совет

Топливо может закончиться, дизель – сломаться, и, кроме того, его нужно обслуживать. Инсталляция солнечных батарей выйдет дешевле и проще. Обслуживание типовой системы питания на солнечных батареях не требуется. Солнечные панели работают по принципу «поставил и забыл». Расчётный срок службы составляет порядка 25 лет. Важно лишь правильно вывесить модуль. В нашем климате – это почти вертикальное положение, поскольку большую часть времени солнце находится низко над горизонтом.

Андрей Константинович Шульц, генеральный директор компании «МУЛЬТИ ВУД»

Солнечные батареи для дома образуют кровельные системы. Они полностью стандартизированы, подходят для домов различных конструкций и любых типов крыш.

В том случае, если установка солнечного модуля на крыше непрактична, то возможна наземная установка, изготовление опоры или решётки.

Для инсталляции солнечных панелей не требуется заключать договор электроснабжения (разве что с Солнцем), а проект электроснабжения дома не требует согласования.

Не требуется разрешительных документов и для установки ветряных электрогенераторов. Хотя максимальная средняя скорость ветра в наших широтах приходится на осенне-зимний период, время наибольшей потребности в электроэнергии и тепле, но все-таки ветры дуют непостоянно, поэтому ветрогенераторы используют для зарядки аккумуляторных батарей, которые накапливают энергию, а потом питают электроприборы. Ветряк преобразует кинетическую энергию естественного ветрового потока в механическую энергию вращения главного вала ветрогенератора, которая затем преобразуется в электрическую энергию переменного тока. Далее, переменный ток с помощью «интеллектуального» зарядного устройства превращается в постоянный для зарядки аккумуляторных батарей. Затем постоянный ток из аккумуляторных батарей, с помощью инвертора, которыми оснащены ветряки для дома, преобразуется в однофазный переменный ток 220 В.

Обилие рек и ручьев на Северо-западе России делают актуальным использование для производства электроэнергии гидроэнергетических установок малой мощности. Скорость течения, кстати, намного более постоянная величина, чем скорость ветра или поток солнца. Поэтому отличительными особенностями малых гидроэлектростанций являются независимость от погодных условий и равномерность выработки энергии. Специалисты, кстати, считают, что технико-экономический потенциал малой гидроэнергетики в России превышает потенциал таких возобновляемых источников энергии, как ветер и солнце, вместе взятых.

Малые гидроэлектростанции могут устанавливаться на дно реки (погружные) или использовать для формирования водного потока большой скорости гибкую трубу (деривационные), а также свободнопоточные, то есть плавающие на поверхности реки.

Загородный дом – это взаимосвязанная система архитектурных и инженерных решений. Поэтому вопросы электроснабжения нужно рассматривать в этой связи и в плане общей энергоэффективности жилища. На стадии проектирования жилища, либо после его постройки следует провести энергоаудит, то есть изучить или обследовать здание на предмет оптимизации энергопотерь.

Проект электроснабжения с учётом эффективного использования электроэнергии позволит продлить срок службы системы и снизить затраты на эксплуатацию. Это и всевозможные автоматические системы управления электроснабжением, и установка энергосберегающего оборудования, вплоть до таких мелочей, как замена газовых ламп на более эффективные светодиоды. Экономия на освещении – важная мелочь, однако в нашем регионе до 80% энергии тратится на отопление. Значит, следует установить оптимальное с точки зрения необходимой мощности отопительное оборудование и использовать эффективные теплоизоляционные материалы и технологии на всех этапах строительства.

Текст: Эдуард Доминов

Консультант: ООО «МУЛЬТИ ВУД»

«Землевладелец Северо-Запада» № 10, 2011 г.

Похожие статьи: