Консультации строителя онлайн.


Солнечные батареи и автономный дом

Солнечные батареи и автономный дом

Повсеместная доступность электрических сетей, простота и дешевизна подключения к ним, отсутствие "естественного" монополизма... является нормой в цивилизованных странах, где понимают, что доступная электрическая энергия является залогом поступательного экономического развития страны. В таких странах вопросы автономного электроснабжения дома актуальны, пожалуй, только для горных и лесных домиков для отдыха вдали от электрических сетей. Но есть страны, где недоступность и "неофициальная" дороговизна подключения к централизованному электроснабжению, даже при наличии электрических сетей в непосредственной близости от дома, делает вопрос автономного электроснабжения весьма насущным для более широкого круга людей - владельцев домов и дач, спотыкающихся об всевозможные "суверенные административные барьеры".

Как же можно оранизовать автономное энергоснабжение дома? Рассмотрим пример автономного дома для отдыха в горах Норвегии. В качестве источника электроэнергии в норвежском автономном доме используются солнечные батареи. В дополнение к ним можно установить и ветрогенератор. Норвежская компания SunWind продает готовые комплекты солнечных батарей для автономного дома. Полученная с помощью солнечных батарей и ветроэлектрогенератора электроэнергия сохраняется в аккумуляторах. Для резервного питания и подзарядки аккумуляторов в автономном доме установлен бензо- или дизельный электрогенератор. Инвертор 12-230V позволяет подключить к сети маломощные электронные приборы, такие как зарядные устройства, ноутбук и телевизор. Используя для освещения маломощные LED лампы (по 2Вт), с помощью такой автономной системы электроснабжения можно полноценно освещать дом, пользоваться электронными приборами, держать постоянно включенный холодильник и подавать воду в систему водоснабжения. Нагрев воды такого автономного дома целесообразнее осуществлять с помощью газового водонагревателя. Если вы собираетесь использовать только солнечные батареи, то примерную стоимость комплектов оборудования в Норвегии для автономного дома исходя из электрической мощности можно посмотреть в таблице:

Мощность, Вт Стоимость полного комплекта автономного электроснабжения, руб в Норвегии (по курсу валюты до того, как Крым стал #Наш)
1200 195 000
2000 321 000
3000 478 000
5000 854 000

Для сравнения цена на комплект мощностью 1600Вт в США, включающий ветроэлектрогенератор и солнечные батареи составлет 190 000 руб. Вероятно, в американских комплектах энергоснабжения автономного дома используются более дешевые азиатские компоненты. Комплект автономного электроснабжения на солнечных батареях для освещения дома LED лампами 12V (до 100Вт) стоит порядка 30 000 рублей.

Примерная компоновка элементов автономного дома показана на схеме:

автономный дом
Рассмотрим подробнее компоненты электро- и водоснабжения автономного дома. Начнем с автномного электрснабжения с помощью солнечных батарей.
автономное электроснабжение дома
В состав комплекта автономного электроснабжения дома на солнечных батареях входят: солнечные батареи, котроллер заряда солнечных батарей, инвертор 12-230V, кабели и аккумуляторы. Система может быть дополнена бензиновым или дизельным генератором и ветроэлектрогенератором.
солнечные батареи   автономный дом
Использование системы автономного дома позволяет получить необходимый для проживания комфорт в самых удаленных от цивилизации уголках планеты. Солнечные батареи размещаются на южной стене здания. На солнечные панели не должна падать тень от деревьев, а зимой их не должен скрывать снег. Солнечные батареи не требуют обслуживания, кроме как периодической очистки поверхности и мытья ее со средствами для чистки стекла.  

Солнечные панели BP являются одними из лучших в мире. Порог начала выработки электроэнергии у панелей BP на 5% ниже, чем у большинства солнечных панелей на рынке. Поэтому солнечные батареи BP могут использоваться и в северных широтах. В течение первых 10 лет солнечная панель вырабатывает не менее 90% заяленной мощности, и в течение еще 25 лет не менее 80% мощности. Весь срок эксплуатации составляет около 40 лет. Гарантия на солнечные панели - 25 лет. Подулючаются панели кабелем с сечением 2,5 мм2. Количество ячеек у всех солнечных панелей объединеных в батарею должно быть одинаковым.

солнечные батареи   автономный дом
Контроллер солнечных батарей SunWind предупреждает обратный ток из аккумуляторов в ночное время, когда солнечные батареи неактивны. Также контроллер солнечных батарей осуществляет постоянный мониторнг напряжения (заряда) аккумуляторных батарей и не допускает их перезаряда. При почти польном заряде контроллер автоматически переходит на импульсный режим зарядки, вместо постоянного. Контроллер также регулирует заряд аккумуляторов в зависимости от комнатной температуры (чем ниже температура, тем выше ток зарядки). Контроллер также выполняет функции защиты сети от перегрузки и позволяет вести заряд батарей при полном оключении нагрузки при отъезде из дома. Слева на снимке контроллер на две солнечных батареи, справа - на три солнечнх батареи (16 000 руб).  

Необслуживаемые аккумуляторы Rolls емкостью от 126 до 503 Ач с помощью контроллера никогда не разряжаются ниже 50%. Нельзя использовать аккумуляторы с разрядом боле 15%. Отсутствие глубокого разряда позволяет продлить срок службы аккумуляторов для солнечных батарей: 10 лет гарантийный срок и 15 лет - срок службы таких аккумуляторов.

Стоимость одного такого аккумулятора емкостью 503 Ач составлет 88 000 руб.

Для соединения батарей используется кабель с сечением 6 мм2. Контроллер устанавливается в помещении с батареями, чтобы отслеживать температуру воздуха в помещении и регулировать заряд от солнечных батарей.

солнечные батареи   автономный дом

Victron - силовой блок автономной системы электроснабжения дома: комбинированное зарядное устройство для аккумуляторов, контроллер пуска генератора и инвертор 12V-230V. Прибор осуществляет бесперебойное переключение между источниками питания автоматически. К инвертору Victron можно подключить 3 трехфазных потребителя или 6 однофазных.

Стоимость силового блока Victron составляет 66 000 рублей.

 

Пусковое реле регулятор Schrack обеспечивает пуск и выключение генератора при заданых параметрах тока.

Для экономии электроэнергии и небольших мощностях солнечных батарей, система водоснабжения автономного дома может использовать маломощные, но эффективные компонеты, работающие от 12V. Такие компоненты обычно используются в мобильных домах и караванах.
автономный мобильный дом
автономное водоснабжение дома
Простейшая система автономного горячего водоснабжения на привозной воде из канистр или накопительного бака с водой (можно использовать систему сбора дождевой воды). Питание насоса осуществляется от обычных автомобильных аккумуляторов, подключенных через контроллер, или от системы автномного электроснабжения на солнечных батареях.
 
солнечные батареи   автономный дом
В условиях экономии электроэнергии нагрев воды целесообразно доверить проточному газовому водонагревателю.  

Газовый баллон с пропаном подключается с помощью редуктора и морозостойкого газового шланга. О том, какие газовые редукторы лучше использовать, можно прочитать здесь

солнечные батареи   автономный дом
При необходимости можно подключить несколько газовых баллонов через газовую рампу.  

Если вы будете держать газовый баллон в доме (что, мягко говоря, не рекомендуется) установите газоанализатор, который известит (разбудит) вас в случае неконтролируемой утечки газа.

солнечные батареи   автономный дом
В системе водоснабжения автономного дома используется американский водяной насос 12V SHURflo - от ведущего производителя компонентов для мобильных домов и караванов. Этот небольшой насос способен создавать давление 3,1 атомосферы, перекачивая от 5,6 до 11 литров в минуту, потребляя ток от 2,5 до 6,5А. Насос имеет реле давления, встроенный обратный клапан и защиту от сухого хода. Максимальная высота подъема воды насосом 3,5 метра.  

Обязательный компонент системы автономного водоснабжения - гидроаккумулятор (мембарнный бак). SHURflo. Он сглаживает броски давления при пуске насоса и поддерживает постоянное давление в системе водоснабжения. Также благодаря использованию гидроаккумулятора снижается шум в водопроводной системе и экономится электроэнергия при более редких пусках насоса.

солнечные батареи   автономный дом
Гидроаккумулятор системы автономного водоснабжения может подключаться как в линию водоснабжения, так и через тройник.  

Питание насоса 12V осуществляется от аккумуляторов через влгозащищенный контроллер (блок питания/контроллер заряда батарей) для мобильных домов CTEK (Швеция). В России зарядное устройство CTEK multi 25000 продается по цене около 14 000 рублей. Цена в Европе - около 10 000 рублей. (есть модели от 4 000 руб)

солнечные батареи   автономный дом
Ну и, наконец, о таком элементе автономного дома, как автономный туалет. Основным видом автономного экологичного туалета в Скандинавии является компостирующий туалет. Стоимость компостирующего туалета в Норвегии 22 000 руб.  

Компостирующий туалет устанавливается в доме или в отельном строении. Наполняется он торфом или травой, листьями - любым природным субстратом, который вкупе с содержимым туалета создаст ценное удобрение - компост. Этот цикл абсолютно экологичен. Компостирующий туалет вентилируется и практически не имеет запаха при правильном использовании.

солнечные батареи   автономный дом
Компостирующий туалет с баком большого объема можно установить в отдельном домике.  

Емкости бака с компостом хватит на все лето для большой семьи, а к весне будет готово прекрасное удобрение для сада или огорода.

солнечные батареи   автономный дом
В компост можно класть любые растительные органические отходы и нельзя бросать неразлагающийся мусор.  

Схема установки и использования автномного компостирующего туалета.