Альтернативное электроснабжение

Автономная электростанция
Домашняя электростанция состоит из двигателя внутреннего сгорания (карбюраторного или дизельного), приводящего в действие генератор, который вырабатывает электроэнергию (напряжение - 220 или 230 вольт; частота - 50 герц; сила тока - от 4 до 40 ампер).

Чаще используются генераторы синхронного типа, хотя они могут быть и асинхронными. В отдельных моделях предусмотрено трехфазное напряжение 380 или 400В, а также постоянное напряжение 12В для подзарядки аккумуляторной батареи автомобиля.

Электростанции с карбюраторным двигателем работают на бензине (обычно марки АИ92), а с дизельным двигателем – на дизельном топливе. Самый простой из используемых двигателей - одноцилиндровый двухтактный с воздушным охлаждением, а самый сложный – дизельный двенадцатицилиндровый четырехтактный с водяным охлаждением.

Выбор типа генератора мини-электростанции
Синхронные генераторы менее точны в выработке необходимой мощности, но тем не менее они пригодны для аварийного электропитания офисов, холодильных установок, оборудования загородных домов, дач, строительных объектов.

Асинхронные генераторы обеспечивают поддержание напряжения в сети с высокой точностью, поэтому позволяют подключать к ним аппаратуру, чувствительную к перепадам напряжения (например, компьютерное оборудование, другие электронные устройства).

Учет количества фаз домашней электростанции
Дело в том, что однофазные электростанции на 220В применяются при использовании однофазных электропроводок и электроприборов.

Трехфазные электростанции на 220В могут использоваться только для освещения (между нулем и фазой снимается 127В, между двумя фазами - 220В).

Трёхфазные электростанции на 380 В применяются только для коттеджей, где выполнена трехфазная разводка электросети. Но если в доме нет трехфазных потребителей, то все равно необходима однофазная генераторная установка.

Опыт показывает, что в случае приобретения трехфазной мини-электростанции нужно будет "распараллелить" выход на три однофазных линии по аналогии с подводкой от сети централизованного энергоснабжения.

Но такая схема таит в себе неприятность в виде перенапряжения малонагруженных фаз ("перекос фаз") или перегрузки одной из обмоток генератора.
На синхронном генераторе разница в загрузке каждой из обмоток не должна превышать 30%.

Генератор асинхронного типа допускает не более 60%, что лучше, но тоже не совсем хорошо. Потому что это большое неудобство - постоянно подсчитывать, сколько киловатт и на какую фазу (обмотку генератора) надо еще подключить или догрузить до соблюдения примерной равномерности загрузки фаз.

Поэтому только в случае, когда в коттедже есть трехфазные потребители, необходимо приобретать трехфазную мини-электростанцию.

Ветроэнергетическая установка
Установленное на высокую мачту ветроколесо с одной или несколькими лопастями преобразует кинетическую энергию движущегося воздушного потока в механическую энергию вращения вала ветродвигателя.

К нему напрямую или через повышающий редуктор подключается генератор, вырабатывающий электрический ток. За ветроколесом располагается хвостовая конструкция, которая при допустимых скоростях ветра (в зависимости от модели - до 12-15, максимум 25 м/с) ориентирует плоскость ветроколеса строго перпендикулярно ветровому потоку.

При чрезмерно высоких скоростях ветра срабатывает система складывания, ориентирующая колесо под углом к ветровому потоку. В результате обеспечиваются ограничение частоты вращения и защита установки от перегрузок.

Применение ветрогенератора для автономного энергоснабжения
Мощность ветроэнергетических установок - от нескольких десятых киловатта до 10-15кВт. Есть в продаже и более мощные модели – до нескольких мегаватт.

Электричество, вырабатываемое генератором, используют непосредственно для питания не чувствительных к качеству электроэнергии приборов (ламп накаливания и обогревателей), а также для уличного освещения.

Другие приборы, например компьютеры и радиоприемники, от такого питания могут преждевременно выйти из строя вследствие резких перепадов величины и частоты напряжения. Подключать ветряк напрямую к нагрузке допустимо разве что при электроснабжении хозяйственных построек, электроприборы которых в периоды безветрия или слабых ветров могут быть просто обесточены без каких-либо последствий.

В Подмосковном регионе довольно низкая среднегодовая скорость ветра (в пределах 3-4м/с), поэтому добывать электроэнергию с помощью ветроэнергетической установки невыгодно. Ветрогенератор мощностью 1кВт будет выдавать около 120кВт ч/мес.

Этого вполне хватит для Питания нескольких энергосберегающих ламп, телевизора, холодильника и циркуляционного насоса. Но окупаемость затраченных средств растянется на десятки лет. Проще использовать дизель-генератор.

Если есть свободные денежные средства и очень уж хочется стать обладателем ветряной электростанции, то польза от нее будет. "Ветряк" позволит запасать энергию, извлекаемую во время сильных ветров.

Впоследствии будет возможность обеспечивать дом энергией в период перебоев с электроснабжением. Словом, с помощью ветрогенератора можно обустроить систему бесперебойного питания коттеджа.

Комплектация системы бесперебойного питания коттеджа
Прежде всего, нужен комплект аккумуляторных батарей. Для подзарядки аккумуляторных батарей потребуется зарядное устройство, обеспечивающее выпрямление поступающего напряжения и защиту аккумуляторов от перезаряда.

В электросеть коттеджа энергия должна подаваться через специальный прибор – инвертор. Он преобразует постоянный ток с аккумуляторных батарей в "высококачественный" переменный ток 220В/50Гц, пригодный для питания любых бытовых приборов. Номинальная мощность инверторов, применяемых в коттеджах, обычно составляет 0,5-5кВт, максимальная – в 2 раза больше.

Оборудование системы бесперебойного питания лучше всего расположить в шумоизолированном отапливаемом помещении с относительной влажностью воздуха максимум 70 % и как минимум трехкратным воздухообменом.

Если в качестве источника энергии будет использоваться ветродвигатель, то обустроивать такое помещение надо рядом с ветроэнергетической установкой.

Выбор места для размещения ветроэнергетической установки
Ветрогенератор располагают на расстоянии 30-40м от жилых построек. Для наиболее эффективной эксплуатации установки предлагается сооружать мачту такой высоты, чтобы ось ветроколеса была как минимум на 3-4м выше преград, расположенных на расстоянии менее 200м.

Мачту необходимо зафиксировать на фундаменте и дополнительно закрепить растяжками из оцинкованного металлического троса (для этого на глубину около 2м заливают 5-6 армированных бетонных столбиков диаметром 500мм).