Автономное энергоснабжение дома из арболита и его энергоэффективность

Когда живешь в своем доме и никому не должен – это здорово. А в случаях, когда на всем конце поселка нет электричества или форс-мажор затронул целый регион, автономное энергоснабжение становится просто спасительным.

Когда выгодно пользоваться автономным электроснабжением

Устройство системы автономного электроснабжения

Выбор источника питания

Короткий гайд: что поможет уменьшить энергопотребление в доме

Автономное энергоснабжение: когда живешь и никому не должен

Когда выгодно пользоваться автономным электроснабжением

Чем энергоэффективнее дом, тем интереснее будет единожды потратиться на систему автономного снабжения энергией и дальше обеспечивать себя самостоятельно. Бетонный или кирпичный дом «съедает» столько энергопитания, сколько не в силах дать небольшой/средний генератор, а вот арболит отлично сохраняет тепловую энергию в доме: ему хватит пары «естественных» ее источников.

Понятия энергоэффективности, теплосбережения, теплоемкости и теплопроводности хорошо раскрыты в нашем глоссарии по арболиту.

Но есть несколько случаев, когда дом даже из менее энергоэффективного материала лучше сделать автономным.

Если к участку не подведены коммуникации

Если участок просто стоит на отшибе населенного пункта, где со снабжением все в порядке – это одно дело. Если в районе вообще не проложены линии электропередач, и установка их и дополнительных подстанций только планируется, владельцу участка придется оплатить подключение к централизованному энергоснабжению, прокладку ЛЭП и далее стандартно платить по счетам. За редким исключением такие траты нецелесообразны: чем меньше потребителей энергии вносят плату за оборудование, тем дороже оно обходится; при этом, естественно, оно не будет им принадлежать.

Для первого случая, кстати, подключение к общей сети тоже не всегда панацея. Иногда этот процесс длится годами, иногда сеть просто не подходит: например, к соседним «крутым» коттеджам подведены все 380 вольт, поскольку у них постоянно идет стройка, работают бетономешалки, подогреваются гаражи и бассейны; а вашему маленькому домику стандартные 220 хватает «за глаза». Если транформатора на 220 вольт в пункте нет, вам придется доказывать целесообразность его установки.

Если регион богат возобновляемыми ресурсами

Районы, где весенние половодья длятся долго, а в течение года часто случаются паводки, хороши для установки гидроэлектростанций. Конечно, ГЭС работают и в обычном режиме, но на полную мощность – только по время поднятия уровня воды.

Участок, который находится в южных регионах с длинным летом и короткой зимой, вполне может обеспечивать себя солнечной энергией.

Ветрогенераторы подойдут для любой открытой местности, еще лучше – для холмистой, если устанавливать их на высших точках неровностей. На современные установки роза ветров не влияет – ветрогенераторы способны поворачиваться в любом направлении.

Если в населенном пункте перебои с энергоснабжением – не редкость

Случается такое как незапланированно (из-за выхода оборудования из строя), так и регулярно, например, во время гроз или стихийных бедствий: питание отключают в целях безопасности, не имея возможности обеспечить ее иным путем.

Перебои энергоснабжения случаются также в районах, где ведутся или могут вестись боевые действия.

Стихия может отрезать вас от цивилизации, зато гидротурбиной во время паводка можно пользоваться на полную мощность

Устройство системы автономного электроснабжения

Практически любая система энергоснабжения состоит из четырех основных узлов, элементов электротехники и потребителей (приборов, которым для работы нужно питание).

Источник(и) энергии

Приборы, которые, собственно, «собирают энергию» из окружающей среды. Среди них можно выделить две категории:

  • источники, не требующие питания и топлива, например, гидро- или ветрогенераторы;
  • генераторы на бензине или дизеле.

О том, как выбрать источник и как лучше сочетать несколько из них, см. ниже.

Контроллер заряда

Энергия, полученная в первом узле, переходит в контроллер заряда: это «мозг» аккумулятора. Не дает ему перезаряжаться и переразряжаться, измеряет температуру и давление, компенсирует потоки энергии, подает оптимальное количество электрического тока.

Аккумуляторная батарея

Нужна для всех без исключения систем – с любым источником питания. Даже если его роль выполняет топливный генератор, его можно включать на непродолжительное время, а пользоваться полученным питанием круглые сутки; с нерегулярными источниками (например, солнечными коллекторами) значение аккумулятора тем более ясно. Здесь энергия накапливается до тех пор, пока не будет нужна.

Инвертор

Бытовые приборы, не имеющие собственного аккумулятора, работают на переменном токе, а генератор передает в аккумуляторную батарею постоянный. Поэтому ток перед подачей к потребителю необходимо преобразовать с помощью инвертора.

Техника, которой для работы нужен постоянный ток (ПК, ноутбуки, мобильные телефоны), преобразуют его для своих нужд обратно из переменного – с помощью собственного аккумулятора.

В некоторых инверторах имеется встроенный контроллер для аккумуляторной батареи, также для удобства мониторинга они могут подключаться к компьютеру.

Электротехническое оборудование

Сюда относится вся техника, которая помогает распределять, контролировать и ограничивать поступление энергии к потребителям: кабели, провода, розетки, силовые и автоматические выключатели, счетчики, датчики, трансформаторы, устройства защитного отключения, ограничители перенапряжения, таймеры, адаптеры, реле, посты, переключатели, рубильники, стабилизаторы и другие.

Нагрузка (потребители)

Конечный узел в цепи – собственно, сами приборы, которым для работы нужна энергия. Самой серьезной статьей расхода будет климатическая техника: обогреватели, водонагреватели, кондиционеры и увлажнители воздуха.

Использование арболитовых блоков в качестве строительного материала серьезно экономит расходы на климатические приборы:

  • во-первых, арболит хорошо сохраняет сгенерированное дома тепло;
  • во-вторых, прогревшись, отдает его в течение суток;
  • в-третьих, при правильной отделке не требует принудительной вентиляции и увлажнения воздуха.

Рассчитывая количество необходимой энергии, помните, что для некоторых приборов характерно такое понятие, как «пусковой ток». Это значит, что в момент запуска потребителю нужен ток, в несколько раз (от 2,5 до 3,5) превышающий номинальный, поэтому при расчет делайте примерно такой «запас». Эти приборы называются индуктивными; к ним относятся электропилы, электродрели, компрессоры, насосы, холодильники.

Выбор источника питания

Следующие источники «собирают» возобновляемую энергию. Ее поступление нерегулярно, поэтому разумно будет сочетать два-три вида генераторов; например, в паводок основная нагрузка ляжет на гидроэлектростанцию, в ветреный и пасмурный день – на ветрогенератор, а в жаркий безоблачный день аккумулятор будут питать солнечные батареи и коллекторы.

Если в качестве резерва имеется топливный источник, можно оставить только один вид бестопливного.

Солнечные батареи

Для экономии места батареи устанавливаются на крышах домов: выглядят они эстетически привлекательно, не хуже, чем большинство кровель. Не путать с солнечными коллекторами: они всего лишь нагревают теплоноситель, но не преобразовывают энергию солнца в электрическую.

Утяжеляют конструкцию крыши, требуют усиления последней.

Ветрогенераторы

Ветротурбина или ротор (в зависимости от вида) генератора устанавливается на возможно высшей точке и передает механическую энергию самому генератору, который превращает ее в электрическую.

При слабо укрепленных фундаментах мачт возможно обрушение конструкций.

Гидрогенераторы

Приводится во вращение турбиной, обычно расположенной горизонтальное. Наибольшую отдачу от ГЭС можно получить в период половодий и паводков.

Самый оптимальный путь – выбрать для постоянного снабжения бестопливный генератор, а в качестве аварийного предусмотреть топливный (бензиновый, дизельный или газовый). Такое решение позволит большую часть времени получать энергию «из воздуха», а на крайний случай иметь «пути отступления».

Короткий гайд: что поможет уменьшить энергопотребление в доме

Энергоэффективность – это не «долго прогревал и поэтому тепло», это минимальные затраты и максимальное сохранение ресурсов при том же комфорте. Снизить энергозатраты помогут следующие хаки.

Блоки дистанционного управления и таймеры

Свет горит просто потому, что лень его выключать? Телевизор работает всю ночь, потому что вы уснули перед ним? Если такое повторяется неоднократно, стоит приобретать приборы с дистанционным управлением или таймерами отключения. В совокупности эти крупицы окажутся серьезной статьей экономии.

Приборы, оставленные в режиме ожидания, тоже понемногу «подъедают» энергию.

Естественное освещение и вентиляция

Забаррикадироваться и лишить себя естественного света и воздуха – значит лишний раз потратиться на освещение и принудительное вентилирование. Располагайте жилые помещения на южной стороне, делайте окна шире и выше, а также пользуйтесь естественной вентиляцией (например, установкой механического устройства притока воздуха).

Энергоэффективное строительство

Материалы строительства должны быть легкими, теплыми и безопасными, и желательно – не запирать в доме из арболита влагу и отработанный воздух. Тогда не придется тратиться на утеплители и принудительную вентиляцию.

Возведение коробки из арболитовых блоков позволит обойтись без утеплителя и при этом хорошо сохранять выработанное тепло; обработанная известковой штукатуркой или гидрофобизатором, стена «дышит» и сама регулирует микроклимат, позволяя отказаться от увлажнителя и кондиционера.

***

Если вас интересует возможность тратить минимум и получать максимум от вашего будущего дома, познакомьтесь с нашим энергоэффективным строительством: проектами домов и бань из арболита «под ключ» разной сложности.