Сонячні батареї. Альтернативна енергія в домашніх умовах своїми

17.09.2015

— Ремонт і Будівництво.

Альтернативна енергія для дому і дачі

Ми знаємо, що ще на зорі радянської влади в найвіддаленіші райони прийшла «лампочка Ілліча»: з цього починалася електрифікація всієї країни. Правда, в суворі роки перебудови загальну електрифікацію порушили мисливцями за металом, які викрадали кабель з багатокілометрових мереж, залишаючи без електрики населені пункти.

Інші досі не оговталися від розрухи. Десь виділяють землю під забудову, а проведення комунікацій планується тільки в перспективі. З приходом кризи, перспектива відсувається все далі в світле майбутнє…

Таким чином, є причини задуматися про альтернативну енергетику. Тим більше що в ряді випадків вона може виявитися більш ефективною та економічною, ніж традиційна. Не кажучи вже про резервної функції альтернативної системи: адже кабель можуть «унести» і сьогодні, так і аварії на старих мережах не така вже рідкість.

Що цікаво: автономне водопостачання та каналізація заміського будинку — річ абсолютно звична.

А ось будуватися в «чистому полі», куди не дотягуються електричні мережі, ризикують небагато. Хоча в Росії є чимало віддалених селищ, де немає і понині стабільного електропостачання. Світло в будинку надходить від невеликої дизельної електростанції всього на кілька годин на добу. Паливо завозять на всюдиходах. Опалення — пічне.

Сонячні батареї. Альтернативна енергія в домашніх умовах своїми

На думку експертів, найбільш оптимальним споживачем енергії сонця і вітру може бути готель на «дикому» березі водойми або в горах, яка знаходиться на великій відстані від населених пунктів. Дача в лісі теж потребує альтернативному джерелі енергії, але такого об’єкта складніше «надати» природні ресурси. Для вітрогенератора в лісі замало вітру, адже, його «гальмують» крони дерев. Вони ж закривають дачу від сонця, необхідного для роботи сонячних батарей. Тому для лісової хатинки більше підійдуть агрегати, що працюють на привізній паливі. Або на «приносном», адже дрова у лісі завжди під рукою.

Вітряки і сонячні батареї

Вітрогенератор — агрегат, схожий на пропелер, встановлюють на високій щоглі, вибираючи на рельєфі найвищу оцінку. Суть в тому, що «ближче до неба» відбувається більш інтенсивний рух повітряних мас, т. f. вітер сильніше. Крутяться лопаті від подуву вітру, приводячи в рух вал генератора. Чим сильніший вітер, тим швидше обертаються лопаті, а значить, вище напруга, більша сила струму і більше енергії генерує агрегат.

Система накопичує електрика. Акумулятори заряджаються у вітряну погоду, а потім, у міру потреби, енергію використовують споживачі. Зрозуміло, що кліматичні умови («кількість вітру»), потужність вітряка і запити користувачів повинні бути збалансовані між собою. Хоча нерідко зустрічаються комбіновані альтернативні енергетичні схеми. Наприклад, коли поруч з будинком встановлюють вітряк, а на даху монтують сонячні батареї. Вся отримана енергія надходить в акумулятори. Система генерує енергію практично в будь-яку погоду.

Сонячні батареї. Альтернативна енергія в домашніх умовах своїми

Але іноді у систему, поряд з природними «постачальниками» електроенергії, включають агрегати, що працюють на «рукотворних» енергоносіях. Наприклад, газогенератори або дизелі. Їх підключають до роботи, якщо різко збільшується споживання енергії, або багато днів стоїть безвітряна, або похмура (погана для сонячних батарей) погода.

Правда, потужні вітрогенератори, від яких можна запустити систему опалення, задоволення поки ще дороге. Та й вітру повинно бути достатньо. За оцінками експертів, для роботи електрокотла необхідний вітрогенератор, який коштує близько мільйона рублів. Тобто ціна порівнянна з вартістю «середненького» будинки. А це дорогувато для середнього класу. Відповідно, для опалення великої садиби вартість вітряків буде ще вище. На думку експертів, потужний вітрогенератор є більш оптимальним для невеликого готелю, або для іншого відокремлено стоїть комерційного об’єкта, особливо в поєднанні з сонячними батареями на даху.

«річної» категорії дачників підійде побутової вітрогенератор. За оцінками експертів, його потужності повинно вистачати на освітлення будинку, і ціна помірна. Але для опалення будівлі енергії побутового вітряка недостатньо. Для встановлення побутового вітрогенератора не потрібно отримувати дозволи. Якщо господарі тільки в літній час приїжджають на свою дачу, віддалену на пристойну відстань від благ цивілізації, то установку побутового вітряка експерти вважають доцільною. Це дешевше, ніж тягнути багатокілометрову проводку, на що буде потрібно маса погоджень.

Сонячні батареї. Альтернативна енергія в домашніх умовах своїми

Як ми вже говорили, вдалим «партнером» вітрогенератора для автономної «видобування» енергії можуть послужити сонячні батареї. Їх вартість коливається (в середньому) від 10 000 до 40 000 рублів за штуку, залежно від потужності та інших параметрів. Зрозуміло, максимальну потужність батареї можуть видавати тільки в тому випадку, якщо сонячне випромінювання надходить на поверхню в «повному обсязі». За оцінками експертів, максимум сонячного світла, наприклад, в Підмосков’ї, припадає на травень і липень, а самі бессолнечные місяці — це грудень і січень.

Взагалі Москва «сонячним» показниками один з аутсайдерів в середній смузі і Нечорнозем’я: столицю з легкістю обходять Рязань і Воронеж. Ну а з південними регіонами взагалі немає сенсу змагатися. Звідси зрозумілий висновок: чим південніше житло, тим ефективніше робота сонячних батарей. А вітрогенератори, навпаки, гарні в більш північних районах, де багато вітру. Хоча часта вітряна погода буває не тільки на Півночі. Є райони, наприклад, у Поволжі, де майже завжди дме слабкий вітерець.

Частіше сонячні батареї встановлюють на даху будівлі, але іноді поруч з будинком: батареї, по можливості, орієнтують в південну сторону, де більше сонця. Розраховувати скільки потрібно батарей, і якої потужності (з урахуванням інших джерел енергії) повинні фахівці. За основу, як правило, береться кількість електроприладів, які будуть функціонувати в будинку, і їх потужність. Причому, це не тільки видимі оку побутові прилади, але і, наприклад, насоси, необхідні для роботи системи водопостачання і каналізації. А також опалювальні прилади для холодного часу року.

Сонячні батареї. Альтернативна енергія в домашніх умовах своїми

Існують комплексні установки, які включають в себе вітрогенератор і сонячні батареї майже «під одним дахом». Щоглу вітрогенератора встановлюють поруч з невеликим модульним будівлею технічного призначення, дах якого «встелена» сонячними батареями. Всередині будинку встановлені системи накопичення електроенергії, конвектори, які перетворюють напругу в необхідні 220 Вт, та інше обладнання. Автономні системи такого типу так і називаються «завершені енергетичні модулі».

За оцінками експертів, энергохимические елементи, які нерідко використовуються в якості накопичувачів енергії в подібних системах, більш ефективні, ніж акумуляторні батареї. Вони здатні краще віддавати енергію в період пікових навантажень, а також добре накопичувати в «спокійне» час, і ефективніше зберігати.

Промисловість випускає різні типорозміри комплексних установок, які проектувальники адаптують до конкретних умов. Наприклад, у південних сонячних регіонах дах будівлі обладнують більш могутніми сонячними батареями. А на півночі, де сонце буває нечасто, потужність сонячних батарей значно нижче, а от конструкція верогенератора розрахована на виробництво більшої кількості енергії. Експерти пояснюють, що іноді доцільно застосовувати енергоустановки різних типорозмірів навіть на сусідніх ділянках. Адже один будинок може знаходитися на більш високій позначці, де вітряно, а інший під гіркою огороджувальної будову від «троянди вітрів».

Сонячні батареї. Альтернативна енергія в домашніх умовах своїми

Зрозуміло, вибір енергетичного модуля також залежить від кількості енергії, споживаної в пікові навантаження, і в цілому за певний період. Всі розрахунки, звичайно, роблять фахівці. Виробники модулів, як правило, готові самі доставити у віддалений район комплексну установку. А також встановити щоглу вітрогенератора (а це досить складна конструкція з системою противаг) та модульний «сонячний» будиночок з батареями на даху. Правда, ця «автономка», в залежності від типорозміру, буде коштувати не одну сотню тисяч рублів. А іноді більше мільйона.

В нашій країні завершені енергетичні модулі поки не знаходять широкого застосування, а от у західних країнах цей напрямок розвивається більш ефективно, оскільки там електроенергія, отримана звичайним шляхом, коштує досить дорого. Але найбільшим попитом, за оцінками експертів, такі установки затребувані стільниковими компаніями, яким в умовах жорсткої конкуренції для кращого покриття мережі доводиться зводити вежі з пристроями зв’язку, що називається, в чистому полі. Зрозуміло, що установок потрібна електроенергія. Тягнути кабель занадто дорого, тому завершені енергетичні модулі цілком себе виправдовують.

Сучасна промисловість випускає велику кількість систем, що перетворюють сонячну енергію. Наприклад, є автономні портативні сонячні електростанції різної потужності, що перетворюють сонячну енергію в електричну. (Це набагато дешевші і мобільні системи, ніж комплексні установки). Електроенергія накопичується і зберігається в акумуляторній батареї. У розгорнутому стані «складні» батареї мають площу в кілька квадратних метрів. Вони призначені для освітлення польових приміщень, окремо розташованих об’єктів, також гарні для полювання та риболовлі, особливо якщо у рибалок і мисливців є притулок. Також портативні сонячні батареї придатні для віддаленої літньої дачі, в якій не передбачено опалення.

Значно більшу потужність мають мобільні сонячні електростанції. Як правило, їх обладнають на автотранспорті. Є модифікації, які перетворюючи сонячну енергію в електричну, накопичують і зберігають її в буферної батареї. До споживача енергія надходить через перетворювачі напруги або комутаційні пристрої.

Сонячні батареї. Альтернативна енергія в домашніх умовах своїми

В основному мобільні сонячні батареї використовують для промислового призначення, або при надзвичайних ситуаціях. У сонячних краях від пересувної батареї, має достатню потужність, можуть живити мобільний госпіталь. Також їх використовують для геологічних баз, віддалених будівництв, при сільськогосподарських роботах, і для інших виробничих цілей. Зрозуміло, для одного віддаленого будиночка недоцільно тримати «цілу» мобільний електростанцію. Якщо ж на «дикому» сонячному березі є декілька «дружніх» фазенд, тоді є сенс розглянути ефективність застосування пересувної «електричної» машини.

Адже в міжсезоння самотньо стоять будівлі нерідко піддаються нападу вандалів, тому господарі намагаються не залишати в них дорогі речі, а тим більше, обладнання. До речі, мобільний електростанція для такого випадку не обов’язково повинна працювати від сонячної енергії. На практиці частіше застосовують пересувні станції, що працюють на дизпаливі або бензині. В даній ситуації, маючи «свої колеса», електростанція може «сама» підвозити до віддаленого місця енергоресурси. Зазвичай такі агрегати встановлюють на вантажних позашляховиках.

Звичайно, для віддаленої дачі придатні і інші джерела альтернативної енергії. Ті ж дизельні або бензинові генератори цілком можуть існувати окремо від вантажної машини. Також є сенс «оглянути» прилеглі природні ресурси, наприклад, сухі дерева. Особливо коли господарі провідують свою «фазенду» цілорічно, а значить потрібно обігрівати будинок.

Недоліки енергоустановок

Експерти відзначають деякий дискомфорт, що виникає від застосування потужного вітрогенератора, з-за шуму, який створюють швидко обертові лопаті і вся робота системи. Втім, на час перебування господарів в будинку генератор можна відключити, якщо він вже накопичив достатньо енергії. Як ми знаємо, сонячна і вітроенергетика мають більш широке поширення на Заході, ніж у Росії. Там є цілі поля (тобто електростанції) заставлені вітрогенераторами чи сонячними батареями. І справа не тільки в дорожнечі нафтових і газових енергоресурсів. Турбота про екологію, поки що не дуже актуальна (на жаль) для Росії, штовхає європейців до освоєння «безвыхлопной» енергії.

Сонячні батареї. Альтернативна енергія в домашніх умовах своїми

На думку експертів, один з недоліків обладнання, необхідного для одержання «природних» енергоресурсів, полягає в тому, що немає широкої мережі виробників, постачальників та обслуговуючих організацій. Приміром, якщо поламану сонячну батарею ще можна якось самостійно демонтувати і зняти з даху, то з вітрогенератором все складніше. Та й в цілому організувати ремонт даного обладнання, знайти необхідні запчастини, не так-то просто. Тим більше що агрегати застосовують, як правило, на досить віддалених об’єктах.

Тому в багатьох віддалених районах, а також в якості резервних установок частіше використовують генератори, що працюють на пальному паливі (для резерву нерідко використовують акумулятори). «Горючі» енергоносії — це скоріше традиційні види енергії для «автономки», ніж альтернативні. Звичайно, у них є свої недоліки. В першу чергу — вихлопи, а також необхідність постійно підвозити енергоресурси (з неба не світять, вітром не надує…). До того ж багато паливні агрегати шумлять ще голосніше, ніж вітряні.

Альтернативна теплова енергія

Дров’яне опалення важко назвати для Росії «альтернативним джерелом енергії», і все ж таки… Адже на зміну печей прийшли дров’яні котли з автоматичною подачею дров, і подальшим надходженням нагрітої води у стандартну систему опалення: з радіаторами і трубопроводом. Автоматична система підтримки вогню в котлі рятує господарів від необхідності весь час бути напоготові. А інакше, догорить поліно, вогонь згасне, а потім розпалюй пічку знову… Така проблема характерна для звичайного пічного опалення, яким, як і сотні років тому, обігріваються величезні російські простори, розташовані не так вже далеко за МКАД.

А ось сучасний дров’яної котел зустрічається рідше. Він має контейнер, з якого дрова автоматично подаються в піч. Витрата дров приблизно такий: п’ять, шість полін вистачає, щоб обігрівати всю ніч заміський будинок середніх розмірів. Але все ж, один раз на добу доведеться «підкидати дрова». Розмір контейнера нерідко розрахований на добовий об’єм дров, які автоматика буде поступово закидати в котел. Але це, за оцінками експертів, усереднений домашній варіант. Бувають промислові котли набагато більшої продуктивності.

Сонячні батареї. Альтернативна енергія в домашніх умовах своїми

Є сучасні види котельного обладнання, підтримують задану температуру в автоматичному режимі: датчик дає сигнал прикрити заслонку, і дрова горять «тихше». Нові моделі котлів оснащені додатковими камерами, і конструктивно виконані таким чином, що гріє не тільки вогонь, але продукти горіння, що циркулюють всередині печі. Їх не відпускають «так просто» в димохід, поки гази остаточно не віддадуть тепло. Тобто дров’яні котли, в деякій мірі, ефективніше, ніж російська піч. Хоча, з іншого боку, цегла утримує тепло краще металу.

Сонячні батареї. Альтернативна енергія в домашніх умовах своїми

Однак зустрічаються конструкції котлів, досить масивні, у яких вогнетривка кладка знаходиться, що називається, в серці агрегату. Зрозуміло, її призначення — утримувати тепло як можна довше. Є модифікації, у яких передбачена функція підсушування дров: це відбувається на транспортері, в теплі і сухості, перед подачею в топку. Дуже зручно, адже зазвичай для зберігання дров призначені неопалювані сараї. Подача дров також автоматична: на конвеєр вони подаються з бункера. Конвеєр рухається повільно, і в певний момент, коли крайнє колода вже грунтовно просушилось, транспортер «роняє» його в топку. А слідом просуваються найбільш підсушені колоди.

Також ринок пропонує багатофункціональні котли, готові працювати на різних видах палива. Наприклад, на газі або солярці. В залежності від виду палива, змінюється тільки пальник. Є котли, що працюють на мазуті, вугіллі, тирсі, пеллетах (це брикети, вироблені з відходів переробки деревини), торфі та інших видах палива. У віддалені місця, для автономно працюючого котла, енергоносії доставляють в спеціальній тарі, призначеній для транспортування певного виду палива. Автоматична подача в котел вугілля та інших енергоносіїв також широко впроваджується виробниками котельного обладнання.

Альтернативне опалення в багатоквартирному будинку

В більшій частині Росії поки ще не знайшло широкого застосування опалення багатоповерхових будівель «іншим» способом. На зорі перебудови хлинули в багато міст країни європейські фірми, які активно пропонували зрізати батареї і встановлювати електричні конвектори. Адже конвектори не тільки гріють, але і правильно «поширюють» тепле повітря по всьому приміщенню: знизу «забирають» холодне повітря, а вгору йде нагріте. Завдяки циркуляції повітря приміщення прогрівається більш ефективно.

Сонячні батареї. Альтернативна енергія в домашніх умовах своїми

Правда, імпортна техніка не завжди витримувала наші стрибки напруги, а побутові стабілізатори тоді ще до загальної комп’ютеризації) були в новинку. Але головна проблема полягала в іншому. Нова система була ефективною до тих пір, поки в постперебудовної Росії були «соціалістичні» ціни на електроенергію. Але незабаром цінова політика змінилася, і багато повісили на місце відрізані батареї. Одним з плюсів електрообігріву була можливість автоматичного регулювання, тобто відключення і включення приладів в потрібний час. Але зараз подібні схеми реалізують і при центральному опаленні. Потрібно тільки зробити деякі вкладення в опалювальну систему.

Зараз зовсім інші, можна сказати, альтернативні підходи широко практикують в Прибалтиці і навіть в Калінінградській області. Нові будівлі проектують з розрахунком на автономне опалення кожної квартири. Проектувальники передбачають місце для установки газового котла, а також посилену вентиляцію і димоходи. Причому, автономне опалення кожної квартири для нових багатоповерхових будівель в Калінінградській області не виняток, а скоріше правило. Виняток — це центральне опалення, яке використовують, якщо до будинку не підведений газ. Втім, навіть в таких випадках проектом нерідко передбачають індивідуальні електрокотли для кожної квартири.

Багато старі будівлі також переводять на автономне опалення кожної квартири, якщо дозволяє планування: адже, крім місця для котла потрібно ще «організувати» хорошу вентиляцію і димар. Експерти вважають, що жителі анклаву активно переймають досвід європейських сусідів, тим більше що в країнах Прибалтики проблема подорожчання енергоресурсів виникла ще на початку 90-х років.

Короткий опис статті: альтернативне опалення

Джерело: Сонячні батареї. Альтернативна енергія в домашніх умовах своїми руками
— Ремонт і Будівництво.

Також ви можете прочитати