Автономные электростанции для загородного дома: виды, схемы и цена

Каждая система автономного электроснабжения обладает своими достоинствами и недостатками, которые наиболее ярко проявляются в конкретных условиях эксплуатации.

Бензиновые и дизельные генераторы

Любые виды генераторов могут использоваться в качестве основных или резервных источников питания. Во втором случае они применяются при отсутствии электроэнергии в центральной сети. Данные агрегаты получили широкое распространение на дачах и в загородных домах, где нередко случаются перебои с электричеством. С помощью генераторов возможно создать надежное автономное электроснабжение частного дома, позволяющее сохранить комфортные условия в любой ситуации. Современный рынок представляет большое количество бензиновых и дизельных генераторов, каждый из которых имеет определенные достоинства и недостатки.

Основными плюсами бензиновых агрегатов являются их сравнительно небольшие размеры, обеспечивающие компактность и мобильность. Они отличаются низким уровнем шума, экономичным расходом топлива, легким пуском двигателя в холодное время. Большое значение имеет сравнительно низкая цена. Некоторые бензогенераторы комплектуются топливными баками с увеличенным объемом, защитными кожухами от шума и непогоды, стартерами и системой автоматического ввода резерва.

В качестве недостатка можно отметить слабую мощность бензиновых генераторов, которая не превышает 15 кВт. Все приборы освещения, бытовая техника и оборудование должны иметь суммарную мощность, не превышающую параметры генератора. Бензиновые агрегаты могут непрерывно работать от 4 до 11 часов при 100% нагрузке. Если нагрузку уменьшить до 75%, то продолжительность работы увеличивается. При заранее известных высоких нагрузках, рекомендуется использование дизельного генератора.

Дизельные установки имеют более высокий моторесурс и мощность, они могут непрерывно эксплуатироваться в течение продолжительного времени. Одним из основных преимуществ считается экономный расход топлива. Однако по сравнению с бензиновыми, дизельные генераторы обладают большими габаритами и стоят значительно дороже. Для их запуска в холодное время требуется обязательный предварительный подогрев. Такие установки хорошо зарекомендовали себя в условиях непрерывной продолжительной эксплуатации, когда становится заметна существенная экономия дизельного топлива.

Поэтому при решении вопроса, какой генератор выбрать, бензиновый или дизельный, нужно в первую очередь учитывать конкретные условия эксплуатации. Если установка требуется от случая к случаю, можно вполне обойтись бензиновым агрегатом. Однако постоянное электроснабжение обеспечивается только дизельным генератором.

Правильно выбираем генератор для дома

На чем еще надо заострить внимание при выборе дизельного генератора для дома? К основным характеристикам относят:

1. Мощность.

Для оценки потребной производительности генератора просто сложить мощности всех потребителей недостаточно. Необходимо учесть, что те из них, в устройстве которых имеются электродвигатели (холодильник, пылесос и пр.), в момент пуска потребляют мощность, превышающую номинальную в несколько раз. Поэтому при суммировании номинальную мощность самого энергоемкого прибора с электромотором необходимо взять в утроенном виде.

Если вы допускаете возможность одновременного включения нескольких потребителей, то утройте в расчете номинальную мощность еще одного, следующего по энергоемкости, прибора.

Смотрим видео, критерии выбора:

Внимательно присматривайтесь к единицам, в которых указывается мощность электростанции. Вольт-амперное значение (например, 10 кВА) соответствует максимально возможной мощности, которую станция сможет поддерживать всего несколько минут (или даже секунд). Предельная номинальная мощность указывается в ваттах (например, 15 кВт), как правило, она составляет 80% от значения в вольт-амперах.

2. Тип генератора.

Все электрогенераторы делятся на две группы:

А) Асинхронные.

Имеют простую конструкцию, и цена на них не особо высокая. Но они отличаются низким качеством генерируемой электроэнергии и неспособностью обеспечивать пусковые токи, необходимые для запуска потребителей с электродвигателями.

Б) Синхронные.

Более качественная, но и более дорогая разновидность генераторов. Легко переносят перегрузки, имеющие место при запуске приборов с электромоторами.

Лучшие производители

С точки зрения покупателей электростанций для дома цена их, конечно, играет определяющую роль. Но не стоит ради экономии приобретать сомнительную продукцию от никому не известных изготовителей, скорее всего, деньги будут потрачены впустую. Доверяйте проверенным компаниям, продукция которых уже опробована и оценена многочисленными пользователями.

Дизельный генератор Yanmar

Лучшими производителями бесщеточных синхронных генераторов считаются компании:

• Leroy Somer (Франция);
• Mecc Alte (Италия);
• Newage Stamford (Великобритания).

В генераторах от японских производителей по большей части применяются щетки, которые нуждаются в периодической замене.

Зато «японцы», в частности компания Yanmar, стали непревзойденными мастерами в производстве маломощных (до 6 кВт) дизельных станций с внушительным ресурсом в 5 тыс. часов. Они же (компания Mitsubishi) неплохо показали себя в изготовлении дизельных двигателей с жидкостным охлаждением для среднемощных генераторов (до 20 кВт).

Из наиболее мощных – от 20 до 180 кВт – прославились дизели JohnDeere (США). Ориентируясь на производство сельскохозяйственных машин, инженеры этой компании научились создавать неприхотливые «всеядные» движки, способные работать в самых тяжелых условиях. Ну а чемпионом по продолжительности безотказной работы можно считать дизель-генераторы компании Perkins (Великобритания), ресурс которых достигает 40 тыс. часов.

Смотрим видео о модели дизель-генераторы компании Perkins:

Также следует отметить продукцию компаний Hatz (Германия), Ruggerini и Lombardini (Италия).

Лучшие 4-тактные бензогенераторы миру подарили компании Honda (Япония) и Briggs&Stratton (США).

Заключение

Если вы купили электростанцию для дома, значит, проблемы с электроснабжением вам больше не страшны. Однако, помните, что долговечность агрегата и уровень качества его работы находится в прямой зависимости от правильности подключения и организации сети. Так что, если с электрикой вы еще не на «ты», советуем пригласить специалиста.

Шаг 2. Расчет мощности

Как указано в описаниях выше, генераторы различаются уровнем мощности. Модели на 1.5-2 кВт скорее подойдут для использования на дачах. Возможностей стандартных генераторов с выдачей 5-6 кВт хватит для жилого дома со средним потреблением энергии. В загородных коттеджах с электрическим отоплением, автономным водоснабжением и насосной канализацией нужна электростанция с мощностью от 10-12 кВт и более.

Например, электростанция с бесщеточным генератором EUROPOWER EP25000TE с АВР, работающая на бензине. Ее электрический потенциал составляет 19.2-17.6 кВт при силе тока до 31.8 А. Благодаря 32-литровому топливному баку генератор способен без остановок обеспечивать питание электроприборов до 4 часов 10 минут.

Как выбрать генератор для дома и рассчитать необходимую мощность?

Для расчета нужно сложить мощность всех потребителей электричества, предварительно умноженную на пусковой коэффициент. Мощность указывают в паспорте электроприбора или на его корпусе.

Пусковые коэффициенты

Наименование электротехники	Коэффициент
Плазменная панель (телевизор)	1
Электроплита	1
Обычная лампа	1
Пылесос	1.2
Конвектор	1.5
Микроволновая печь	2
Электрочайник	2
Стационарный компьютер	2
Холодильник	3.3
Водонагреватель	3.4
Автоматическая стиральная машина	3.5
Кондиционер	3.5
Электрическая мясорубка (блендер)	7
Водяной (канализационный) насос	7.1

Электрогенераторы систем электроснабжения

Электрогенераторы для питания систем электроснабжения: бензиновые, дизельные, газовые – изготавливаются многими компаниями, почти все из них закупают движки на стороне и на их базе изготовляют электростанции.

Свойства электрогенераторов:

• Производитель мотора. Более высококачественными считают Honda, причём движки «по технологии Honda», «аналог Honda» такими не считаются.
• Расположение цилиндров желательно рядное, месторасположение клапанов — верхнее (обозначается OHV).
• Мощность электростанции. Более значительный параметр. Для системы самостоятельного электроснабжения рекомендовано взыскивать двукратную мощность от номинальной потребляемой. Это даст, не изменяя числа покупателей, заряжать батареи, формируя запас времени для замораживания электродвигателя. Предельная номинальная мощность мотора зависит от суммы потребляемой мощности и от предельного тока зарядки. К примеру, при потребляемой мощности 1200 ВА, при наивысшем токе зарядки 50 А и напряжении зарядки 14 В, нужно производить 1900 ВА.
• Тип горючего. Более долговременными считаются дизельные генераторы, далее идут газовые, потом — бензиновые. Ресурс дизельных в полтора раза больше, чем бензиновых. Цена на 1 кВт*ч ниже всего у газовых электрических станций. Причём цена 1 кВт*ч у станций, работающих от природного газа невысокого давления, приблизительно в 10 раз ниже, чем у поставщиков городской электросети.

Тип самого генератора. Синхронный генератор разрешает краткосрочно производить мощность в 2-4 раза больше номинальной и подходит для питания электроприборов с высочайшими стартерными токами. Асинхронный не имеет возможности выдавать мощность больше номинальной, но содержит ресурс и не чувствителен к замыканию. Для бензиновых электродвигателей принципиальна численность цилиндров. Если цилиндр только один, высока возможность залива свечки, в результате чего он не заведётся. Для газовых электрогенераторов аннотация на русском языке должна быть в обязательном порядке, газогенераторы без памятки на русском языке к перепродаже запрещены.

Электростартер обязателен. Как правило, производятся синхронные генераторы, работающие в режиме стартера.

Стоимость электричества

Как правило, с повышением номинальной мощности цена сокращается, но малое употребление горючего электрогенератором нельзя не принимать во внимание. Ёмкость бака и потребляемый объем горючего

Ёмкость бака и потребляемый объем горючего.

Уровень шума. Высококачественные электрогенераторы снабжаются глушителями с небольшим уровнем шума

Дополнительно понизить шум могут помочь звукопоглощающие кожухи.

Вес генератора, присутствие колес для комфортной транспортировки.

Счетчик моточасов. Нужен для актуального технического обслуживания.

Наличие встроенного автомата пуска (САП).

Комплектация солнечных электростанций и их характеристики

Комплект солнечной электростанции состоит из следующих устройств и агрегатов:

• Солнечная батарея (панель) – является устройством, преобразующим энергию солнца в электрическую энергию.
• Аккумуляторная батарея – является накопителем выработанной электрической энергии.
• Контроллер – электронное устройство регулирует режим работы солнечной электростанции, обеспечивая заряд накопителя электрической энергии и расход энергии, передаваемой к подключенной нагрузке.
• Инвертор – электронной устройство, обеспечивает преобразование накопленной энергии в параметры, соответствующие характеристикам сети потребителя.
• Соединительные провода и кабели — обеспечивают соединение всех устройств в единую цепь.
• Элементы защиты и коммутации – могут быть смонтированы в отдельных агрегатах, приведенных выше, а также отдельно установлены, в зависимости от конфигурации сети и ее технических характеристик.
• Механизмы крепления и позиционирования солнечных панелей в плоскостях пространства по отношению к солнцу (солнечные трекеры).

Основными параметрами, для данного вида систем автономного электроснабжения, определяющими все прочие технические характеристики, являются:

• Электрическая мощность, которая зависит от количества солнечных батарей, установленных в конкретной системе электроснабжения.
• КПД системы – зависит от типа солнечных батарей, а также наличия системы пространственного позиционирования.
• Геометрические размеры (площадь, занимаемая солнечными батареями) – зависят от количества солнечных батарей и места их расположения.

Комплектация ветровых установок и их характеристики

В комплект ветровых генераторов, также, как и в комплект солнечной электростанции, входят инвертор, контроллер и аккумуляторные батареи, выполняющие те же самые функции.

Отличие между этими системами автономного электроснабжения — в источнике энергии и устройствах его преобразования (ветровой генератор), а также в системе установки и позиционировании в пространстве (мачта крепления, конструкция и тип ветряка).

Параметрами, характеризующие данный вид систем автономного электроснабжения, являются:

• Электрическая мощность.
• КПД установок – зависит от типа ветрового генератора.
• Габаритные размеры – зависят от мощности ветряка, его типа и места расположения.

Энергия ветра для автономного электроснабжения

В том случае, когда метеорологические или какие-либо другие объективные причины не позволяют установить солнечные батареи или коллекторы, есть смысл обратить внимание на сборку и установку ветрогенератора. Он представляет собой турбину, размещенную на высоких (от 3 метров) башнях

Она улавливает кинетическую энергию вихревого потока, преобразует ее в механическую энергию вращением ротора и потом превращает в электроресурс посредством специальных инверторов.

Владелец частного дома, запланировавший установку ветряного генератора мощностью более 10 кВт, должен тщательно изучить информацию об изменениях направления и силы ветра в своей местности за последние 20 лет

Статистику могут предоставить метеослужба и различные интернет-сервисы, позволяющие наблюдать за погодой в онлайн-режиме. Если ветра в регионе считаются редким явлением и не имеют нужной силы, монтировать «ветряк» будет нецелесообразно.

Галерея изображений

Фото из

Ветрогенератор на загородном участке

Контроллер для ветряных установок

Аккумуляторы для запаса заряда

Инвертор для преобразования получаемого тока

Агрегат отличается надежностью, ветрогенератор не создает вредных выбросов в атмосферу и не оставляет отходов производства, но для полноценной работы остро нуждается в постоянном ветре, дующем со скоростью не менее 14 километров в час

Это очень важное условие, и если его не соблюсти, прибор просто не справится с поставленными задачами

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.

Автономные инверторы напряжения, виды, устройство и принцип работы, как выбрать

Лишнюю электроэнергию можно продать

Любой владелец частного дома может продать в сеть излишки выработанной электроэнергии. Объем выдачи ее в сеть не сможет превышать 15 кВт. Она может быть выработана как возобновляемыми источниками энергии (ВИЭ) — при помощи солнца или ветра, так и топливными генераторами. Возможны и комбинированные решения, сочетающие, к примеру, дизель и ветроустановку.

Порядок выплат за переданную в сеть электроэнергию максимально упрощен. Расчет происходит в конце каждого месяца, как и обычные расчеты граждан с гарантирующими поставщиками электроэнергии. Много на этом не заработаешь, но окупаемость систем частной генерации ускоряется.

Автономное электричество без перебоев

Одна из главных проблем частных домохозяйств – перебои в работе поставщиков электроэнергии. Именно они заставляют многих задуматься об автономном электроснабжении дачного дома.

На стабильности поставок электроэнергии сказывается износ электрической инфраструктуры, а иногда и форс-мажорные ситуации. Последствия бурь и снегопадов за городом устраняют медленнее, чем в городах. Да и качество электроэнергии в частном секторе нередко оставляет желать лучшего.

Стабилизаторы напряжения, нормализующие параметры электрического тока, давно уже стали нормой в коттеджах, не подключенных к новым подстанциям.

В такой ситуации универсальным решением многим видится подключение автономной мини-электростанции для частного дома.

Подбор оптимальной системы

Теперь немного о том, какую систему лучше использовать в разных случаях.

На дачном участке или загородном доме можно использовать любое автономное энергообеспечение. Все зависит от климатических условий.

В южных регионах, где много солнечных дней в году, предпочтительнее использовать солнечную систему энергообеспечения, в северных же районах – ветряную.

При этом лучше сразу делать комбинированную систему, чтобы имелся резервный источник питания, и для этого отлично подходят установки, работающие на топливе.

Что же касается городских условий, то для автономного обеспечения энергией квартиры подойдут только солнечная и ветряная системы, основные элементы которой (панели, ВЭУ) можно установить на крыше здания.

Другие же автономные системы в квартирных условиях использовать не получится.

Важно знать: Правила монтажа электропроводки в деревянном доме

Определение наилучшего источника энергии

Выбор альтернативного источника энергии для автономного электрообеспечения жилого дома – очень важный и ответственный момент, требующий серьезного подхода.

К самым популярным и наиболее распространенным вариантам относятся:

• генераторы, работающие на дизельном топливе или бензине;
• солнечные батареи;
• аккумуляторы большого объема и мощности;
• гидроэлектросистемы;
• преобразователи ветряной энергии.

Каждый источник имеет собственные уникальные характеристики и особенности. Владельцам следует заранее с ними ознакомиться и на основании этой информации определить оптимальный вариант системы, способной удовлетворить все электрические нужды частного жилого дома.

Шаг 1. Тип генератора

Производители выпускают четыре типа генераторов по виду топлива: бензиновые, дизельные, газовые и комбинированные модели. Нельзя однозначно сказать, какой из них лучше для дома. Проанализируем, чем они отличаются друг от друга.

Бензиновые электрогенераторы

Генераторы, работающие на бензине, отличаются невысокой ценой, относительно тихой работой и компактными размерами. Они просты в транспортировке, поэтому их можно подключать не только для электроснабжения домов на постоянной основе, но и просто вывозить на дачу в летний сезон. Среди недостатков — высокая стоимость бензина, расход которого достаточно высок.

Например, ручная модель синхронного типа Huter DY6500L, рассчитанная на бензин марки АИ-92, потребляет до 374 г на 1 кВт. Топливный запас генератора — 22 литра, а максимальная мощность — до 5.5 кВт. То есть, при максимальном потреблении полный бак обеспечивает около 11 часов непрерывной работы. В комплектацию также входят глушитель шума и вольтметр.

В бензиновой линейке также есть отдельная группа инверторных генераторов. Они хорошо подходят для питания высокочувствительной электронной техники. Их стоимость выше, чем у обычных моделей, но за счет экономичного расхода топлива она быстро окупается.

Пример такого генератора — малогабаритная модель PATRIOT 2000i, занявшая одно из первых мест в рейтинге отзывов. Это ручная электростанция, рассчитанная на 4 часа непрерывной работы.

Объем бака составляет 3.6 л при общем весе устройства 19 кг вместе с кожухом звукоизоляции. Ее максимальная мощность составляет 1.8 кВт, а уровень шума всего 58 дБ. Одна розетка обеспечивает питание 220 В, а вторая — 12 В.

Дизельные электрогенераторы

Генераторы на дизельном топливе отличаются экономичным расходом солярки, надежной безотказной работой, а также возможностью длительной бесперебойной подачи энергии (в некоторых моделях).

Недостатками можно назвать высокую цену, повышенный в сравнении с бензиновыми моделями уровень шума, а также чувствительность к низким температурам. В морозы рекомендуется регулярно проверять топливный бак — при показаниях термометра от -5С и ниже происходит загустение топлива.

Один из лидеров рейтинга — мощная универсальная дизельная модель Hyundai DHY-6000 LE-3. Он оснащена 14-литровым баком для топлива, мощным двигателем на 10 лошадиных сил с рабочим ресурсом 1500 часов. Генерируемая мощность составляет 5-5.5 кВт при силе тока 13.7 А. Это позволяет обеспечить питание розеток на 220 В, 380 В и 12 В. В дополнительное оснащение входят вольтметр, система защиты от перегрузки, счетчик моточасов, шумовая защита и колесная ось для перемещения прибора. Такой генератор рекомендуют выбирать для стационарного использования.

Газовые электрогенераторы

Генераторы на газовом топливе отличаются экономичностью, тихой работой и простотой в обслуживании. При всех плюсах, хорошим выбором такие модели станут только для газифицированных участках. При отсутствии централизованного газопровода нужно организовывать подвоз топлива в баллонах. Минусы газовых электростанций — высокая цена и необходимость вызова специалистов, чтобы подключить к газовой сети.

Типичный представитель категории — газовый генератор Russian Engineering Group GG7200-А, оснащенный тремя выходами: 2х220 В и 1х12 В. За счет двигателя объемом 420 см3 на выходе устройства обеспечивается устойчивая мощность 5.5-6 кВт при силе тока 24.8 А. Среди преимуществ модели: полная комплектация измерителей (вольтметр, счетчик моточасов), встроенная защита от перегрузки, а также шумовая защита и колеса для перемещения устройства весом 91 кг.

Комбинированные электрогенераторы

Двухтопливные электростанции относятся к универсальным моделям, поставляющим бесперебойное электропитание в режимах подключения к газовой магистрали (баллону) или в автономном (на жидком топливе). При смене топлива подача электричества не прерывается. Различают газово-бензиновые и дизельно-газовые модификации. Диапазон цен двухтопливной категории ориентировочно тот же, что у газовых моделей.

Газово-бензиновый генератор российского производства ЗУБР ЗЭСГ-5500 оснащен двигателем на 389 см3, предназначенным для работы от двух видов топлива. Бензиновый бак рассчитан на 25 л АИ-92, которого хватает на 9 часов автономного электроснабжения (мощность 5-5.5 кВт). Кроме двух выходов на 22 В модель имеет дополнительную розетку 12 В. Устройство отличается надежной защитой от сетевых перегрузок.

Домашние электростанции — все «за» и «против»

При производстве электричества выделяется значительное количество тепловой энергии. На мощных тепловых электростанциях излишки тепла выбрасываются в атмосферу через градирни.

Имея собственную, домашнюю мини–электростанцию можно на 100% использовать тепловую энергию для отопления и горячего водоснабжения. С учетом сегодняшних тарифов это более чем значительная экономия денег.

В летний период такое количество тепла может не понадобиться. Домашние электростанции смогут превратить эту тепловую энергию в холод для кондиционирования помещений. Но это стоит очень дополнительных денег.

Газовые электростанции не загрязняют окружающую среду и практически бесшумны в работе. Современные домашние электростанции энергоэффективны, имеют высокий КПД. Эта техническая особенность мини–электростанций дает немаловажную экономию денег при эксплуатации.

Позитивный фактор — отсутствие  обслуживающего персонала — контроль над работой микротурбин осуществляет компьютер. Датчики газовых утечек, пожарная и охранная системы делают эксплуатацию домашних микротурбин — электростанций максимально безопасной. Следует отметить хороший промышленный дизайн микротурбинных установок и их компактные размеры.

Если коттедж, дом или дача, имеют один этаж, то домашняя электростанция устанавливается в подсобных помещениях.