Альтернативное электричество для дома. Альтернативные источники энергии для частного дома – готовые современные решения. Использование энергии солнца в частном доме

Человек с каждым годом потребляет все большее количество энергии, с 1970 г. по 2016 г. энергопотребление в мире возросло в 4 раза. Цены на энергоресурсы растут, а запасы традиционных источников истощаются. В этой ситуации владельцы частных домов могут перейти на новые источники энергии. А сделав альтернативные источники энергии для дачи и частного дома своими руками, можно значительно сэкономить.

Расчетливые хозяева используют альтернативу привычным источникам энергии

Что такое альтернативная энергетика

Все энергоносители подразделяют на две большие группы:

• традиционные;
• альтернативные.

Деление является условным и меняется со временем.

К традиционным относят такие виды органических продуктов, как:

• нефть;
• природный газ;
• уголь;
• торф.

Традиционные энергоносители являются невозобновимыми, хотя их запасы в природе значительные, но не бесконечные, к тому же достаточно быстро убывают. По прогнозу ученых, нефти и газа человечеству хватит максимум на 150 лет.

Это одна из причин поиска альтернативных энергоносителей.

Второй причиной является то, что современная практика обеспечения энергией не всегда экономически выгодна. Для примера, электрификация или газификация удаленного хутора или частного дома из общей сети (работы по установке опорных столбов, протяжка проводов, прокладка труб, запорное оборудование и т.п., а также обслуживание) экономически нерентабельна. В этом случае для частных домов и дач есть смысл использовать нетрадиционные энергоресурсы – альтернативные источники энергии для дома.

Нетрадиционными видами энергии считают:

• геотермальную;
• солнечную;
• ветровую энергию;
• морских волн;
• энергию отливов и приливов.

Альтернативные новые источники энергии в сравнении с традиционными обладают рядом преимуществ, что определяет их ценность:

• это возобновляемые источники (или неисчерпаемые);
• их экологическая чистота.

Альтернативные возобновляемые источники для частного дома или дачи (для непромышленного использования) реализуются как генераторы ветра, солнечные батареи, тепловые насосы, а также их сочетание.

На сегодняшний день существует масса вариантов альтернативных источников энергии

Производство электроэнергии для частного дома оптимально осуществлять с использованием различных установок, изготовление которых своими руками является вполне посильной задачей.

Подбор установок для получения тепло- и электроэнергии проводят с учетом климатических и топографических условий местности, где расположен частный дом – это позволяет природные возобновляемые источники использовать наиболее эффективно.

Для жителей России наиболее приемлемыми как в техническом, так и в материальном плане являются солнечные батареи и ветрогенераторы.

В России эти установки по производству электроэнергии вполне доступны рядовому потребителю. А вот использование тепловых насосов или установок, работающих на биотопливе, представляет серьезную инженерную задачу, сделать их своими руками рядовому потребителю не по силам.

Использование энергии солнца в частном доме

Излучение Солнца как альтернативная возобновляемая энергия является самым перспективным заменителем традиционных энергоносителей.

В России для частного дома альтернативную энергию Солнца можно использовать для производства электроэнергии – гелиобатареи – и для получения тепла, где используют солнечные коллекторы (происходит нагрев теплоносителя).

Солнце — отличный вариант альтернативного источника энергии

Готовые установки, перерабатывающие свет в электроэнергию, солнечные панели, можно приобрести для частного дома в готовом виде, но их стоимость достаточно высока.

Изготовить для частного дома гелиоустановку самостоятельно вполне возможно, это позволит сэкономить значительную денежную сумму, но потребует затрат личных сил и определенного времени для работы. Кроме того, их КПД получается ниже, чем у промышленных моделей.

Кроме того, мы поддерживаем наших клиентов, которые решили установить свои собственные солнечные системы. Эта программа является выбором, если клиенты хотят снизить экологическую нагрузку и способствовать производству возобновляемой энергии. Ниже приводятся факты о наших гидроагрегатах.

Инвестиции в более чистые обычные источники

Чтобы гарантировать, что мы сможем удовлетворить ваши будущие потребности в энергии, мы вложили средства в современные современные генерирующие установки. Большинство домовладельцев из Техаса, рассматривающих систему солнечной энергии или жилую систему ветровых турбин, быстро столкнутся с шоком наклейки. Батарейные аккумуляторы с глубоким циклом для ветра и солнечной энергии могут увеличиваться на 20-30%.

Для изготовления гелиобатарей своими руками необходимо выполнить следующие работы:

• купить фотоэлементы (моно- или поликристаллические);
• спаять их вместе согласно схеме;
• изготовить каркас и коробку (обычно используют оргстекло);
• усилить металлическим уголком или фанерой корпус изделия;
• размесить спаянные фотоэлементы в подготовленном каркасе;
• смонтировать такую установку на штатном месте.

Монтаж батарей своими руками проводят на самом освещенном месте крыши, при этом следует продумать способ регулировки их наклона.

Солнечная энергетика при использовании в частном доме имеет большое количество преимуществ по сравнению с традиционными энергоносителями:

• неисчерпаемость;
• большое количество;
• доступность в любом месте планеты;
• экологичность;
• отсутствие шумов;
• низкие эксплуатационные затраты;
• совершенствование технологий их производства.

Справедливости ради следует отметить и недостатки гелиоэнергетики:

• значительные вложения на начальном этапе;
• нестабильность поступления энергии (зависит от времени суток);
• высокая цена аккумуляторных батарей;
• использование редкоземельных и дорогостоящих ингредиентов в тонкопленочных солнечных панелях, что приводит к их удорожанию.

В России альтернативные возобновляемые источники используются и для выработки тепла, самый известный тепловой насос – это солнечный коллектор. С его помощью, как самостоятельной единицы, можно обогревать частный дом или использовать коллектор в сочетании с другими источниками тепла.

Солнечный коллектор является сложным инженерным устройством, который сделать своими руками не получится.

Ветровая энергия для частного дома

Работа ветра используется человечеством достаточно давно – все парусные суда двигались благодаря его силе, ветряные мельницы благодаря ветру перемалывали зерно в муку.

Ветер является неисчерпаемым энергетическим источником — ветровые установки, по прогнозам энергетиков, уже к середине нашего века будут обеспечивать более 30% всемирного энергопотребления.

Использованию потенциала ветра сегодня уделяется большое внимание – современные аналоги ветряных мельниц способны вырабатывать электро- и теплоэнергию в промышленных масштабах.

Ветер — источник энергии, подаренный природой

Такой подъем в производстве ветрогенераторов стал возможен благодаря появлению новых композитных материалов. Их использование значительно увеличило мощность установок, использующих энергетику ветра, – более чем в 10 раз всего за последнее десятилетие.

Сегодня в России промышленно выпускают ветрогенераторы от самых компактных до огромных, существуют ветрогенераторы с вертикальной и горизонтальной осью вращения. Чтобы собрать для частного дома своими руками самое простое такое устройство, достаточно иметь несколько магнитиков, проволоку и материал для лопастей.

Россия по использованию энергетического потенциала ветра находится на 56 месте в мире, уступая даже Люксембургу (в 3 раза больше мощность ветрогенераторов) и Кипру (в 5 раз больше мощность).

Притом что в России огромный потенциал энергии ветра, взять то же побережье Дальнего Востока.

Преимущества работы ветрогенераторов очевидны:

• бесплатный неисчерпаемый источник энергии – ветер;
• ветрогенератор работает постоянно, полученная энергия запасается на аккумуляторных батареях, т. е. имеется всегда;
• экологическая чистота и бесшумность работы;
• эффективность работы не зависит от температурного режима – может использоваться в северных широтах, где солнечные батареи малоэффективны;
• производительность зимой возрастает, так как ветер зимой всегда сильнее;
• стоимость оборудования для использования энергии ветра значительно ниже, чем у солнечных батарей, т.е. окупаются они значительно быстрее.

При использовании ветрогенератора, этого альтернативного источника энергии для частного дома, следует учитывать следующие правила:

• для производительной работы установки необходим устойчивый (желательно сильный) ветер, открытое пространство;
• ветрогенератору необходим профилактический уход – раз в год для него обязательно следует делать техобслуживание согласно инструкции;
• установка ветрогенераторов проводится на мачте значительной высоты – нужна высотная техника и специалисты по их установке, своими руками их монтировать не стоит.

Биотопливо – еще один альтернативный источник энергии

Из сырья растительного или животного происхождения, а также продуктов их жизнедеятельности или органических отходов получают биотопливо и используют его в дальнейшем как альтернативный источник энергии для частных домов.

По агрегатному состоянию биотопливо подразделяют на 3 вида, к которым относятся:

• твердое – лузга, щепа, топливные гранулы, брикеты, дрова;
• жидкое – этиловый, метиловый спирты, биодизель;
• газообразное – биогаз, водород.

Кроме того, существует деление биотоплива по способу его получения:

• химический;
• термохимический;
• биологический.

Различных видов отопления для частного дома, где используются альтернативные источники тепла, достаточно много:

• отопительные котлы на твердом/жидком/биотопливе;
• тепловые насосы на термальной энергии;
• солнечные коллекторы;
• инфракрасные обогреватели различных видов;
• теплый плинтус.

В России с ее огромными территориями далеко не всегда можно подключиться к газовой магистрали – работы могут оказаться очень дорогими. В этих условиях для частного дома становятся выгодными экономически , такие как:

• брикеты;
• пеллеты;
• гранулы из соломы, торфа, древесины и щепы и т.д.

В России сельские жители в частных домах активно используют биотопливо самых разных видов органики:

• навоза;
• рапса, сои;
• растительных отходов и т.д.

И при наличии своего хозяйства или частного дома любой желающий способен приготовить биотопливо своими руками.

Его можно делать из навоза – при определенных условиях исходные продукты перебраживают в специальных емкостях, после чего излишки влаги выпаривают, в результате чего выделяется биогаз.

В качестве исходной смеси применяют:

• конский навоз, торф или солома;
• навоз (любой) + льняная костра;
• навоз (любой) + домашний мусор;
• навоз конский, коровий и т.д.

Срок окупаемости оборудования для производства биотоплива для частного дома составляет несколько лет, а сырье для его получения относится к возобновляемым источникам энергии.

Таким образом, используя необычные источники, можно своими руками получить энергию для частного дома.

Для обеспечения собственного загородного дома или дачи светом и теплом нужно не так много энергии — в среднем 15 кВт. Этого хватит, чтобы одновременно включать чайник, стиральную машину и телевизор. Однако получить эти 15 кВт из государственной сети не всегда возможно.

Оборудование подстанций и само сетевое хозяйство России находится в таком состоянии, что буквально год назад властям в каждом регионе пришлось принимать меры по его восстановлению. Естественно, что эти меры в первую очередь вылились в плату за техническое присоединение, которая сильно отличается по регионам. По традиции, она самая высокая в Москве и Подмосковье. Построив дачу где-нибудь в Истринском или Одинцовском районе, потенциальному потребителю придется заплатить за каждый необходимый ему 1 кВт от 10 570 до 12 972 руб.

Владельцы загородной недвижимости стали подумывать о том, как избежать этой платы. Наиболее привлекательными кажутся экологически безопасные виды альтернативного генерирующего электрооборудования.

Распространено использование так называемых . Такие батареи устанавливают в доме, где суточное энергопотребление не превышает 5 кВт-ч. Необходимая мощность солнечных батарей для обеспечения нагрузки в доме может колебаться от 40 Вт до 5 кВт. Однако для отопления и приготовления пищи должны использоваться другие источники энергии: тратить дорогую «фотоэлектрическую» энергию для преобразования в тепло слишком расточительно. В этом случае не удастся обойтись без , который спасет в случае полного отсутствия солнца (что случается достаточно часто).

Обычно солнечную электростанцию устанавливают для использования в летнее время (ее хватает на освещение, телевизор, сигнализацию и работу бытовой техники). Система должна включать в себя аккумуляторы (которые могут подзаряжаться резервным дизель-генератором), контроллер заряда/разряда и инвертор. Для сезонного использования на даче обычно используются модули солнечных батарей мощностью 40-200 Вт. Стоимость 1 Вт солнечной батареи составляет около 150 руб., цены на такие небольшие системы начинаются от 8-9 тыс. руб.

Система, обеспечивающая гарантированную выработку 5 кВт-ч в сутки (среднее потребление загородного дома), будет стоить от 250 тыс. руб. плюс стоимость резервного генератора и монтажа. Солнечные электростанции выгодны только при сезонном использовании в небольшом объеме — до 10-15 кВт-ч в сутки. Фотоэлектрические станции обычно используют на дачах, в садовых товариществах или дачных поселках, где могут на несколько дней отключить электричество, качество его оставляет желать лучшего (зачастую электросети перегружены), а деньги за него собирают и зимой, даже когда в поселке никто не живет. Впрочем, солнечно-дизельные системы позволяют существенно экономить топливо по сравнению с чисто дизельной системой электроснабжения. Стоимость 1 кВт электроэнергии от солнечных батарей в наших условиях составляет от 6 до 10 руб. То есть в три-пять раз дороже, чем электричество по государственному тарифу. Однако это самый выгодный по сравнению с другими вид альтернативного энергооборудования.

Ветер в кармане

Ветроустановки более привычны глазу российского обывателя, чем солнечные батареи. По крайней мере, на картинках с американскими пустынями их видел каждый. В наших условиях ветряки встретишь редко: ветра в России мало. В средней полосе России среднегодовая скорость ветра — 3-4 м/с, а для обеспечения стабильной и эффективной работы ветряка необходима среднегодовая скорость ветра не менее 5 м/с. Тем не менее ветроустановки у нас есть. Одна даже промышленного масштаба — ветропарк на 50 МВт в Калининградской области.

Без господдержки этот вид энергетики и не может получить широкого распространения. Однако некоторые готовы поставить ветряк в собственном огороде. В загородных домах применяются малые ветрогенераторы мощностью 500 Вт. Ветроустановка мощностью 5 кВт стоит порядка 500 тыс. руб., а 2 кВт — 180-190 тыс. руб. Эта цена сравнима с затратами на подключение к сети. Маленькая ветроустановка мощностью 500 Вт стоит порядка 30 тыс. руб. Стоимость 1 кВт-ч в два-три раза больше тарифа электросетей.

Для подключения не требуется большого количества проводов: обычно малые ветряки устанавливаются недалеко от дома. Рекомендуются гибридные ветро-солнечные системы. В этом случае ветряк и солнечные батареи дополняют друг друга, ведь обычно, когда плохая погода, дует ветер и наоборот.

Водные процедуры

Тем, у кого недалеко от дома есть речка с хорошим перепадом воды, можно рекомендовать микроГЭС. Это сооружение напоминает монстров советского строительства, перекрывших Волгу и Енисей, но только эти по сравнению с настоящими гидростанциями просто малыши. МикроГЭС считаются гидроэлектростанции мощностью до 100 кВт. Сама микроГЭС устанавливается на реке, от водозабора идет металлический трубопровод, на выходе которого устанавливается гидротурбина с электрогенератором. Такие микроГЭС в основном используются в горных районах — на равнине необходимо строить плотину для обеспечения необходимого напора.

При строительстве микроГЭС мощностью от 10 кВт и выше необходимо получать разрешения от соответствующих органов на землеотвод, водопользование, подключение к сетям и т. п. Выпускаемое в России оборудование для микроГЭС мощностью 10 кВт стоит порядка 240 тыс. руб. плюс инженерно-строительные работы, которые удорожают конечную стоимость станции в два-три раза. Сама электроэнергия получается довольно дешевой, но из-за больших вложений на начальном этапе быстрой окупаемости ждать не стоит. Вложения окупятся минимум через шесть-семь лет при постоянном использовании энергии от микроГЭС.

Тепло земли

Помимо альтернативных источников энергии есть еще и альтернативные источники тепла. Наиболее привычным можно назвать котел, работающий на необычном топливе — древесных гранулах. Древесные топливные гранулы (паллеты) — это небольшие цилиндрические прессованные изделия из древесины диаметром 4-12 мм, длиной 20-50 мм, изготовленные из высушенных опилок, стружки, древесной муки, щепы и древесной пыли. При сжигании гранул количество выделяемого углекислого газа не превышает объемов выбросов, которые образовались бы при естественном разложения древесины. Кроме того, энергосодержание 1 кг пеллет соответствует 0,5 л жидкого дизельного топлива. Тонна древесных гранул выделяет при сжигании 5 тыс. кВт тепловой энергии.

Котлы на пеллетах довольно удобны в применении. В них предусмотрена автоматизированная подача топлива, и на дом площадью 120 кв. м. требуется примерно 7 тонн пеллет в год. Цена 1 тонны — 120 евро. Сложностей в обслуживании котла всего две: место для хранения пеллет (поскольку они не терпят влаги) и доставка топлива. Рынок развит плохо, в основном все производство экспортно ориентированное. Поэтому прежде, чем устанавливать котел на пеллетах, надо подумать о том, где эти пеллеты брать.

Можно обойтись и вовсе без топлива — воспользоваться энергией земли. Для этого существуют тепловые насосы. Они используются в 70% домов в Швеции, но практически не используются у нас. Тепловые насосы (солнечные коллекторы), как и солнечные батареи, нагреваются от солнца. Оптимально использовать их с весны по осень. С их помощью можно полностью покрыть потребность в горячей воде и обойтись без электричества или другого источника энергии.

Коллектор на среднюю семью занимает 2-3 кв. м плюс бак на 150-200 л. Стоимость оборудования — от 30 тыс. руб., но экономическая эффективность достигается только в том случае, если в доме нет газа.

Существуют два основных типа солнечных коллекторов — плоские и с вакуумной трубкой. При использовании летом их эффективность примерно одинакова, но в холодное время года нужно применять вакуумные коллекторы, которые могут работать и зимой при температуре до -35 o C. В обычных коллекторах вода нагревается до 50-60 o C, в вакуумных — до 80-90 o C. В остальном системы похожи — нужен еще теплоаккумулирующий бак и в большинстве случаев элементы для обеспечения принудительной циркуляции теплоносителя в системе.

Вакуумные коллекторы можно использовать и для отопления, при работает в паре с бойлером. Коллектор обеспечит от 10 до 40% энергии для отопления. Большее число актуально для регионов с солнечными зимами, например Бурятии.

Экономическая целесообразность

Срок окупаемости солнечных нагревательных систем — 4-7 лет. В целом никакой экономической эффективности в альтернативных источниках электроэнергии и тепла нет. Если сеть недалеко или в доме есть газ, традиционным видам электричества в плане цены альтернативы нет.

Все эксперты сходятся во мнении, что в частном использовании нецелесообразно устанавливать ветряки или солнечные коллекторы, если только вы не живете посреди тайги или в степи за несколько сотен километров до ближайшей линии электропередачи.