Автономный источник электроснабжения. Автономное электроснабжение дома: два способа обеспечить бесперебойную подачу электроэнергии. Об особенностях автономных систем электроснабжения

Первое на что нужно опираться — количество и характер систем, потребляющих энергию . Обычно к списку таких систем относятся кондиционирование, отопление, насосное водоснабжение из скважины. Также необходимо учитывать число часто пользуемых бытовых электроприборов и холодильное оборудование. Все перечисленное требует бесперебойного питания, что может предоставить любой независимый источник.

Вторым этапом выбора станет вычисление общей мощности. Показатели потребления каждого прибора складываются между собой. Итоговое автономное электроснабжение загородного дома, дачи или квартиры должно превышать полученную сумму на 20-30%.

Одним из важнейших элементов среди всех инженерных коммуникаций жилого дома является электроснабжение. В наше время просто невозможно представить себе загородный коттедж без электричества, с его помощью остаются доступными все привычные для городского человека блага цивилизации, комфорт и уют.

Всё обширнее становится перечень электрооборудования, используемого в загородных домах. Теперь, кроме привычных холодильников, обогревателей, пылесоса и светильников, обеспечить электроэнергией часто требуется скваженные насосы, тёплые полы, кондиционеры, электрические сауны, подогрев бассейнов, уличные ландшафтные светильники и многое другое.

Для бесперебойной и безопасной работы систем водоснабжения, отопления, бытовых приборов и освещения потребуется исключительно грамотный подход в вопросах организации электроснабжения жилища.

Планирование и проектирование

Составление подробной и технически выверенной проектной документации позволит правильно рассчитать необходимое количество материалов, учесть абсолютно все нюансы, избежать ряда ошибок, исправить которые без серьёзных финансовых затрат или срывов сроков строительства будет очень сложно. Это и не удивительно, ведь монтаж электропроводки начинается на стадии производства черновых работ, а заканчивается уже после отделки установкой светильников и фасадов розеток/выключателей.

Более того, при строительстве новых зданий для получения разрешения на пользование электроэнергией домовладелец должен кроме подачи заявки в энергоснабжающую организацию согласовать проект электроснабжения, в том числе с Энергосбытом и Госэнергонадзором.

В любом случае, приступать к электротехническим работам без планирования нельзя. Обязательно нужно предварительно учесть количество электрооборудования, которое будет использовано, его виды, спецификацию, мощность. На основании этих данных можно рассчитать требуемую нагрузку. Произвести расчёт общей потребляемой мощности достаточно просто. Необходимо сложить номинальную мощность всех приборов и оборудования, которые у вас имеются и которые планируется подключить в будущем, и умножить полученную цифру на 0.7 — «коэффициент одновременности». Конечно, лучше иметь некоторый запас мощности.

Подключение к общим сетям

В большинстве случаев подключение к ЛЭП производится воздушным путём с использованием изолированного кабеля или провода в негорючей оболочке, часто проложенном на стальном тросе. Выбирают вводные провода и кабели в соответствии с ПЭУ. Для подключения дома по земле применяется бронированный кабель, по характеристикам согласованный в Энергонадзоре.

Воздушные вводные линии с помощью специальных крюков с изоляторами, кронштейнов или трубостоек крепятся на капитальных конструкциях дома в непосредственной близости от счётчика электроэнергии.

В стене дома делается сквозное отверстие для подвода электропитания. В это отверстие предварительно вставляется металлическая или пластиковая труба-гильза.

Чаще всего ввод для дачного или садового дома осуществляется по однофазной схеме. Однако если требуется запитать большое количество мощных бытовых приборов и потребление энергии существенно превышает 4 кВт в час, то целесообразно использовать линию трёхфазную с тремя линейными и одним нейтральным проводом.

Иногда можно столкнуться с ограничением мощности, выделенной для конкретных домов (дачные посёлки не более 3 кВт, в населённых пунктах до 6 кВт, новые коттеджные городки около 15-25 кВт). Если потребность превышает данный лимит, выходом из ситуации может быть применение специальной автоматики, которая по заданной программе обеспечивает бесперебойную работу основных потребителей за счёт второстепенных.

Превышение ограничений и лимитов ведёт к падению напряжения в общей сети и может вызвать аварийное отключение электроснабжения.

Заземление

По всем нормам безопасности современный коттедж должен иметь заземляющий контур. В качестве «естественных» заземлителей рекомендуют использовать металлические трубы водоводов, лежащие в земле; обсадные трубы скважин; железобетонные и металлические конструкции сооружений и зданий, имеющие соприкосновение с землёй.

Также заземление выполняется из стального прута круглого или прямоугольного сечения толщиной от 6 мм, уголка с толщиной полок от 4 мм. Такие стержни не должны быть окрашенными, лучше, если они будут оцинкованными. Их закапывают ниже глубины промерзания почвы, после чего обваривают стальными полосами, на которые при помощи болтового соединения крепится медный проводник сечением не менее 2.5 мм 2 , идущий на главную шину заземления в электрощите. Сопротивление заземления не должно превышать 4 Ом.

В электрическом щите защитные проводники от каждого потребителя закрепляются на общей шине. Заземляющий проводник должен быть равным в сечении питающему проводу. Поэтому сейчас для разводки пользуются трёхжильными проводами — земля, линия, нейтраль.

Выбираем тип и нужное сечение проводников

От правильного выбора сечения используемых для электропроводки проводов зависит работоспособность и надёжность всей сети в целом. Главным критерием для расчёта сечения провода является суммарная мощность потребителей, питаемых данным проводником. Важным также является, при каких температурных условиях будет эксплуатироваться электросеть и наружной или скрытой будет проводка.

Основные целесообразные показатели сечения проводов, используемых в электроснабжении частного жилья, уже давно определены практикующими электриками.

Для организации подключения электроснабжения дома применяются медные провода или кабели сечением не менее 6 мм 2 , а также алюминиевые — не менее 16 мм 2 . Для подключения силовых розеток применяются трёхжильные медные провода в двойной изоляции сечением от 2.5 мм 2 . Для освещения достаточно сечения 1 — 1.5 мм 2 . Особо мощные потребители, такие как электрическая варочная поверхность, электрокотёл, проточный водонагреватель, духовка и т.д., запитываются проводом сечением в 4 и более мм 2 , который прокладывается напрямую к электрическому щиту, минуя распределительные коробки.

Если возникают сложности с точным определением тока нагрузки, а финансы позволяют — нужно брать провода или кабели с запасом сечения в большую сторону.

В домах, построенных из дерева или по каркасной технологии, необходимо использовать специальные проводники, не поддерживающие горение. Например, самозатухающий провод NYM или ВВГнг.

В помещениях с высокой температурой воздуха (сауна, баня) применяют термостойкий кабель, изоляция которого способна выдержать до 180 градусов.

Электрический щит

Электрощит может быть встраиваемым и в навесном исполнении. Он располагается на капитальной стене, как можно ближе к месту силового ввода на высоте не более 1700 мм от пола.

В распределительном щите устанавливаются несколько групп автоматов, УЗО, пакетные выключатели, коммутационные шины (ноль и земля). Часто в электрощите располагают счётчик.

Размер электрического шкафа выбирают исходя из количества и типа элементов, которые в нём размещаются. Целесообразно иметь некоторый запас мест для дополнительных автоматов, в случае если потребуется подключить новые потребители.

Для упрощения разводки мощностей и разгрузки основного электрического шкафа рекомендуется устраивать упрощённые щитки для отдельных этажей многоэтажного здания, а также для отдельно стоящих построек. Малые распределительные щиты запитываются от основного проводами сечением от 4 мм 2 .

Устройства защиты

Автоматы защиты устанавливаются на DIN-рейку в щите и служат для защиты электропроводки от короткого замыкания или перегрузок. Их применяют для определённых групп потребителей, для конкретных бытовых приборов высокой мощности, или требующих отдельных приборов защиты и отключения (кондиционеры, тёплые полы, джакузи и т.д.).

Выбирают автоматы исходя из мощности бытовых приборов и потребителей, за которые они отвечают. Эти устройства разрывают цепь в случае превышения определённой для конкретного автомата силы тока. Токовые характеристики срабатывания автоматических выключателей должны быть меньше предельно допустимых токов для кабеля проводки. Для кабеля сечением 1.5 мм 2 автомат должен быть не долее чем на 16 А, 2.5 мм 2 — 25 А, 4 мм 2 — 32 А, 6 мм 2 — 40 А.

Если автоматы защиты отвечают за безопасность электроцепей и срабатывают в критических ситуациях, то устройства защитного отключения защищают человека от поражения током и срабатывают в считанные доли секунды. УЗО сравнивает показатели тока, идущего к потребителю с током, который от него возвращается и в случае обнаружения разницы сразу отключает проблемную цепь.

УЗО подбирают в зависимости от расчётного тока утечки и планируемой нагрузки. Для обеспечения защиты человека от ударов током применяют устройства с порогом отключения 10 — 30 мА, для пожарных целей — общие УЗО на 100 — 300 мА, которые ставятся на всю проводку. Вообще устройства защитного отключения устанавливаются на группы потребителей или отдельные приборы (тёплый пол, стиральная машина, водонагреватель, и т.п.).

Стоит обратить внимание на номинальный ток устройства. Если УЗО и автомат стоят в одной цепи последовательно, то автомат должен быть рассчитан на меньший ток, чем устройство защитного отключения. Это нужно, чтобы предотвратить выход УЗО из строя, так как автомат срабатывает с некоторой задержкой.

В продаже имеются дифференциальные автоматы — своего рода «два в одном», автомат и УЗО. Щит с применением электромеханических дифавтоматов становится заметно компактней, а конструкция надёжней.

Использование УЗО в помещениях со старой проводкой часто бывает не оправдано. Из-за обветшалых цепей происходят неконтролируемые утечки токов, что вызывает частые «холостые» срабатывания УЗО. Если имеется потребность в защите, но поменять проводку нет возможности, можно установить розетки со встроенным УЗО, хотя они, конечно, очень недёшевы.

Разводка

Разводка проводов производится в соответствии с планом размещения розеток, выключателей, стационарных приборов и элементов освещения.

Розетки дома следует разделить на группы по несколько штук, все они будут подключаться кабелем сечением 2.5 мм 2 от распределительной коробки. За каждую такую группу будет отвечать свой автомат (16 — 25 А), их количество зависит только от площади дома и того, сколько всего запланировано розеток. Как правило, в одну группу попадают розетки определённой комнаты, но не всегда.

В трёхфазной сети группы и нагрузку распределяют на каждую линию равномерно, для сохранения симметрии фазного напряжения.

Освещение каждой комнаты также коммутируется в отдельных ответвительных коробках. Для адекватной защиты светильников от перегрузок автоматы применяют от 3 до 10 ампер.

Кабели, идущие от щита к распределительным коробкам и конкретным потребителям, размещаются в гофрированном пластиковом или металлическом рукаве.

В последнее время выполняется в основном только скрытая проводка в штробах минеральных оснований и в полостях каркасных конструкций. Основную массу проводов ведут по потолкам, прикрепляя их специальными пластиковыми клипсами, хомутами. Все электрические магистрали легко скрываются в межпотолочном пространстве натяжных или, к примеру, гипсокартонных потолков. Возможно устройство проводки в бетонных стяжках с соблюдением некоторых технологических норм.

Штробы, по которым проводники опускаются к розеткам и выключателям должны быть строго вертикальными, если необходимо они могут поворачивать только под прямым углом. Следует в обязательном порядке делать план прохождения проводов в стенах, особенно если имеется горизонтальная составляющая пути. Это гарантирует сохранность проводника от перебивания при монтаже каких-либо навесных конструкций.

Местоположение ответвительных коробок также рекомендуется обозначать на плане, ведь они будут зашпаклёваны и заклеены обоями. Коробки должны располагаться ниже подвесных потолков, доступ к ним нельзя перекрывать мебелью или другими массивными конструкциями. Как правило, их устанавливают в коридорах над межкомнатными дверьми.

Провода, приходящие в распределительные коробки, зачищаются от изоляции и коммутируются с помощью сварки, клемм, СИЗов.

Особого отношения требуют к себе кабели слаботочных потребителей (телевизионные, интернет-провода, охранные, звуковые, телефонные). Во избежание помех их нельзя прокладывать в непосредственной близости от силовых магистралей, тем более в одной гофре с розеточными проводами.

Розетки, выключатели, вывода

Перед началом монтажа электропроводки расположение розеток, выключателей и выводов должны быть точно определены и указаны в плане. Главное требование заключается в том, чтобы они были легкодоступны и функциональны.

На данный момент стандартом считается размещение выключателей на высоте 900 мм от пола, розеток — в районе 200 — 300 мм. На рабочей стене кухни розетки устанавливают не ниже 900 мм, так как столешница располагается на высоте 850 мм. Для некоторых стационарных потребителей розетки устраивают на нестандартной высоте (ЖК-телевизоры, водонагреватели, встраиваемая в мебель техника).

Установочные коробки для выключателей размещают на расстоянии более 100 мм от черновых дверных проёмов, со стороны ручек. Так их не будет перекрывать обналичка или открытое дверное полотно.

Очень внимательно следует подойти к расчету общего количества розеток, тогда в будущем не придётся нагромождать опасные многоэтажные конструкции из тройников и удлинителей.

Нельзя забывать об уличных розетках, ведь очень часто просто необходимо подключить на улице какой-либо прибор: насос для полива, минимойку для автомобиля, электроинструмент, магнитолу и т.д.

Естественно, розетки нужно применять с контактом заземления.

Для ванных комнат используют розеточные механизмы с защитным кожухом и пластиковыми шторками закрывающими проводники. Они имеют маркировку степени защиты IP44 или IP55. Специальные безопасные розетки есть для детских комнат и для улицы.

Некоторые бытовые приборы для подключения имеют клеммы вместо штепсельных вилок (кондиционеры, регуляторы тёплого пола, варочная поверхность, кухонная вытяжка…). Для них предусматривают не розетки, а выводы проводов из стены необходимой длины и сечения.

Резервное электроснабжение

В частном доме в отличие от городской квартиры имеется возможность интегрировать в систему электроснабжения источники аварийного электропитания. Это могут быть дизельные, газовые, бензиновые генераторы. При недостатке мощностей или сбоях в общих сетях, они запускаются автоматически или вручную. Генераторы располагают на подготовленных площадках снаружи помещений в специальных кожухах или в подсобных строениях.

Всё большее распространение получают альтернативные источники электроэнергии, такие как ветрогенераторы, гелиосистемы.

Если основное электропитание не соответствует нормам (в загородных электросетях нередки отклонения частоты, провалы напряжения, высокочастотный «шум»), то система резервного электроснабжения может включать в себя стабилизаторы, инверторы — устройства, улучшающие качество электроэнергии.

Турищев Антон, рмнт.ру

Сегодня мы поговорим про автономное электричество, какое оно бывает, как оборудовать дом таким источником электроэнергии, как проводить подбор оптимальных систем. И самое главное, «стоит ли овчинка выделки».

Особенности подключения к сетям ЛЭП

Без электричества сейчас трудно представить комфортабельное жилье. Благодаря ему жилище освещается, обогревается, выполняется готовка пищи, и нагрев воды. Вот только далеко не всегда есть возможность обеспечить электричеством жилье, особенно если дом находится далеко от города.

Многим владельцам загородных домов и дачных участков, особенно если они находятся далеко от цивилизации, приходится решать вопрос с энергообеспечением дома.

Самым распространенным решением является подключение дома к сетям ЛЭП, однако они далеко не везде имеются или же ближайшая линия находится на приличном удалении от дома.

В таком случае обеспечение электричеством дома может оказаться очень дорогим удовольствием. Ведь придется согласовывать вопросы по поставкам этого источника энергии с соответствующими органами, оплачивать установку подстанции и опор ЛЭП для подведения к дому.

И особенно неприятно то, что приобретаемое оборудование, причем за немалые деньги (подстанция, провода, опоры) перейдут на баланс местных энергосетей, то есть владельцем всего будут являться они, а владельцу дома еще придется и платить за поставки электроэнергии.

Поэтому такой вариант для многих может стать нецелесообразным, достаточно хлопотным и дорогостоящим.

Автономные источники электроэнергии

Второй вариант обеспечить загородный дом электричеством – использовать автономные источники энергообеспечения. Такими источниками могут стать ветер, солнце, вода и горючие материалы.

Используя автономное энергообеспечение, владелец дома становится полностью независимым в плане получения электроэнергии для потребления.

Не требуется никаких согласований, протяжки ЛЭП и т. д. Конечно, получение электроэнергии все равно будет связано затратами. И на начальном этапе они будут достаточно весомыми, поскольку необходимое оборудование стоит немало.

В дальнейшем необходимо еще и проведение обслуживания всех составляющих системы энергообеспечения, но в итоге все окупиться.

Коротко рассмотрим самые распространенные автономные источники электроэнергии.

Солнечные панели

Сейчас все большую популярность завоевывают . Суть такого источника проста – имеются полупроводниковые фотоэлементы, в которых при попадании на них солнечных лучей генерируется электрический заряд.

Количество вырабатываемой энергии напрямую зависит от площади фотоэлементов, поэтому они собираются в панели.

Панель площадью в 1 м. кв. способна выдать 100 Ватт мощности с напряжением 20-25 В.

Чтобы полностью обеспечить дом электричеством площадь панелей должна быть значительной.

Из положительных качеств такого источника электроэнергии является его долговечность, полная экологичность, бесшумность.

Панели требуют минимум обслуживания, а электроэнергия, выработанная ими, является полностью бесплатной и доступной.

Но есть и недостатки. Для обеспечения электроэнергии в необходимом количестве, площадь панелей может достигать значительных размеров, которые еще нужно и правильно расположить.

Энергия эта непостоянна. В солнечные дни панели будут работать с максимальным выходом, но бывают же и пасмурные дни. Поэтому общее количество выработанной электрической энергии зависит от того, сколько солнечных дней в году в регионе, где располагается дом.

Еще один недостаток, причем весомый – это стоимость панелей. Цена за каждый Ватт выработанной энергии составляет сейчас примерно 1,5 $, то есть только за панели, вырабатывающие 1 кВт электроэнергии, придется выложить 1,5 тыс. долларов. А еще потребуется покупать и остальное оборудование, необходимое для работы системы.

Ветроэлектрические установки

Вторая по популярности автономная система энергообеспечения – ветряная. Для получения электроэнергии используются ветрогенераторы.

По сути, это обычные генераторы, на ротор которых надеты лопасти. За счет ветра ротор вращается и происходит генерация электричества.

Из положительных качеств ветрогенераторов отмечается достаточно компактные размеры, относительная бесшумность работы, экологичность, долговечность. Также существует возможность самодельного изготовления такого генератора.

Но недостатков у ветряной системы больше. Первый из них – стоимость, обойдутся ветряные генераторы не дешево.

Учитывая то, что КПД ветрогенераторов невысокая, то для полного обеспечения дома электричеством, потребуется установка трех и более ветряков небольшой мощности или же одного, но достаточно производительного. И в обоих случаях затраты на приобретение будут значительными.

Опять же необходимо учитывать и климатические условия. В зонах, где средний годовой показатель скорости ветра не превышает 8 м/с, использовать ветрогенераторы будет нецелесообразно, поскольку они неспособны будут работать в оптимальном режиме.

Стоит также учитывать, что в дни полнейшего безветрия можно остаться без электричества, поэтому использовать ветряную автономную систему энергообеспечения лучше, если имеется резервный источник электроэнергии.

Топливные генераторные установки

Резервным источником электроэнергии могут стать генераторы, работающие на жидком или газообразном топливе (бензин, дизтопливо, газ).

Здесь все просто: установка состоит из двигателя внутреннего сгорания и генератора. Двигатель вращает ротор, и генератор вырабатывает энергию.

Полностью автономной такую систему назвать нельзя, все-таки необходимо топливо, которое еще и дорожает постоянно. Но как резервный источник электроэнергии такие генераторные установки являются самыми оптимальными.

В случае, когда пасмурная погода стоит уже несколько дней или же наблюдается безветрие, всегда можно запустить генераторную установку для восполнения заряда батарей.

Из положительных качеств генераторных установок, работающих от топлива, отмечается постоянная доступность электроэнергии, такие установки сравнительно дешевые, они обеспечивают хороший выход энергии.

К недостаткам же их относится потребность в топливе, что обеспечивает постоянные затраты. Такие установки не могут работать длительный период, а двигатели внутреннего сгорания требуют технического обслуживания.

Также для использования генераторных установок необходимо отведение отдельного помещения и организацию отвода выхлопных газов, ну и, естественно, ни о какой экологичности и речи быть не может.

Гидроэлектростанции

Реже всего в качестве автономного источника питания используется гидроэлектростанция по одной простой причине, далеко не у всех возле дома протекает река или мощный ручей.

Суть работы такой станции заключается в том, что вода вращает лопасти турбины, за счет чего генератор вырабатывает электричество.

Положительные качества гидростанций таковы: стабильная подача энергии круглосуточно, поскольку вода в реке или ручье не замедляет скорость движения. Такие станции полностью экологичны, долговечны и практически не требуют обслуживания.

Главным же их недостатком является необходимость установки на берегу реки или возле ручья. При этом скорость движения воды должна быть высокая.

Гидростанция способна вырабатывать энергию и при медленном движении воды, но в таком случае река зимой будет покрываться льдом, и использовать станцию уже не получиться.

Большая же скорость воды будет являться гарантией того, что река или ручей не перемерзнут. Второй недостаток – стоимость станции.

И все же концепция обеспечения дома автономной системой энергообеспечения является перспективной и многие ею интересуются.

Выше мы рассмотрели основные виды источников электричества, но их одних недостаточно, чтобы в доме была электроэнергия.

Дополнительно стоит отметить, что эффективность любой автономной системы зависит от правильности расчетов.

Особенности установки и эксплуатации автономных источников

Перед тем как приобретать и устанавливать любую из систем, нужно правильно произвести все необходимые расчеты ведь со временем количество потребителей электроэнергии в доме может увеличиться, к примеру вы решите установить и это нужно учесть в расчетах.

Рассмотрим для начала на примере солнечной системы.

Солнечная автономная система.

Все расчеты нужно начинать с подсчетов суммарного потребления электроэнергии в доме, то есть подсчитать мощность всех потребителей. При этом важно их разделить.

Дело в том, что часть потребителей электроэнергии без проблем работают от сети с постоянным током и напряжением в 12 или 24 В. Такими потребителями могут быть те же светодиодные лампы, которые лучше установить вместо обычных ламп накаливания. Да и вообще, все работы следует начинать с оснащения дома экономичными потребителями электроэнергии.

Исходя из суммарной мощности потребления тока, производится подбор аккумуляторных батарей и инвертора. И только после этого переходят к подсчету количества солнечных панелей, а также подбора контроллера.

Можно и не заниматься вычислением площади солнечных панелей, емкостью АКБ и инвертора.

Многие производители предлагают уже готовые комплекты, включающие все необходимое оборудование. При приобретении такого комплекта достаточно знать только суммарное потребление электроэнергии.

Причем при выборе комплекта важно учитывать, чтобы у него имелся некий запас по мощности, чтобы вся система не работала на предельных значениях. Общая стоимость такой системы во многом зависит от ее мощности.

Подводим итог

Автономное электричество в доме является достаточно интересным решением. Но стоимость его пока достаточно высока, поэтому не всем будет по карману.

Но с другой стороны, при отсутствии подключения к промышленным ЛЭП, и больших расстояниях до цивилизации, лучше все же потратиться на автономное энергообеспечение, чем протянуть новую линию. Но в каждом отдельном случае хозяин дома принимает решение сам.

5 / 5 ( 1 vote )

Рекомендуем почитать

Обои

Киршнер президент аргентины

Отделка

Сонник целоваться с певцом К чему снится поцелуй с актером

Пол

На конкретных примерах поясните что такое изомеры

Сантехника

Европа последний раз перевела часы на зимнее время

Сантехника

Самое опасное морское животное

Мебель

Порядок составления и представления бухгалтерских отчетов