Системы автономного электроснабжения частного дома под ключ. Опыт автономного электроснабжения загородного дома

Автономное электроснабжение дома - это обеспечение необходимого количества электроэнергии для жилого помещения или загородного участка без перебоев питания и перепадов подачи напряжения. Вопрос о самостоятельном создании автономной является актуальным для людей, проживающих вдали от городской жизни.

Такая потребность может возникнуть по целому ряду причин:

• сложность подключения к уже существующей сети электроснабжения;
• отсутствие стабильности подаваемого напряжения;
• перебои питания.

Электроэнергия, необходимая для нормальной жизнедеятельности в загородном доме, должна вырабатываться бесконечно, независимо от внешних факторов. При выборе источника энергии предпочтение следует отдать возобновляемому и безвредному для окружающей среды и людей варианту.

Требования к автономному электроснабжению

Автономное электроснабжение частного дома зависит от суммарной мощности потребителей электроэнергии и характера их «потребностей». Чаще всего, к числу энергопотребителей относятся:

• система отопления дома;
• холодильное оборудование;
• кондиционирование;
• различная крупная и мелкая бытовая техника;
• насосное оборудование, обеспечивающее подачу воды от скважины или колодца.

Любой вид потребителя электроэнергии имеет свою мощность. Однако требования, предъявляемые к сети электропитания у всех одни. Это, в первую очередь, стабильность подаваемого напряжения и его частота. Для многих потребителей также важна синусоидальность формы переменного напряжения.

Следующим этапом является определение необходимой суммарной мощности, которую должно обеспечить автономное электроснабжение дома, а также технические характеристики электропитания. Специалисты рекомендуют завышать суммарную мощность на 15-30%. Это делается с целью обеспечения роста потребления электроэнергии в дальнейшем.

Далее следует определиться с техническими характеристиками, на основе которых будет строиться система автономного электроснабжения дома (САЭ). Они зависят от того, какую функцию будет выполнять САЭ: полностью автономное энергоснабжение или резервный Если система играет роль «подстраховки» подачи энергоресурсов, необходимо установить длительность работы САЭ в период отсутствия централизованного энергоснабжения.

Немаловажным фактором при планировании системы автономного электроснабжения частного дома являются финансовые возможности домовладельца. Бюджет проекта определяет, насколько дорогим будет приобретаемое оборудование, и какая часть работ подлежит выполнению своими руками. Известно, что самостоятельное выполнение работ обойдется значительно дешевле, чем оплата услуг специалистов, привлекаемых со стороны. При этом стоит учитывать наличие необходимого оборудования и навыки работы с ним, а также уровень технического образования домовладельца.

Достоинства

Одним из основных преимуществ САЭ является отсутствие платы за потребление энергии. Это весомая экономия в условиях загородной жизни. Автономное электроснабжение дома, в отличие от централизованного, не имеет каких-либо социальных норм потребления энергии.

Зависит от правильного подсчета суммарной мощности на стадии проектирования системы и введения нужного оборудования в эксплуатацию. Благодаря этому, не возникает риск перепадов напряжения или отключения электричества. Не стоит опасаться, что резкий скачок мощности выведет из строя домашнюю технику. Качество и количество электроэнергии будет именно таким, какое было запланировано изначально, а не таким, которое способна выделить ближайшая подстанция.

Оборудование САЭ достаточно надежное и редко выходит из строя. Данное преимущество сохраняется при должном уходе и правильной эксплуатации всех элементов системы.

Разрабатываются специальные программы, благодаря которым существует возможность продажи излишков электроэнергии государству. Однако об этом стоит подумать заранее (на стадии проектирования САЭ). Для этого придется подготовить разрешительную документацию, которая подтверждает, что оборудование вырабатывает электроэнергию заявленного качества и в определенном количестве.

Автономное электроснабжение дома имеет еще одно несомненное преимущество: полная независимость. Какова бы ни была стоимость потребляемого электричества, у домовладельца всегда будут собственные энергоресурсы.

Автономное электроснабжение загородного дома: недостатки

Несмотря на множество преимуществ, САЭ имеет ряд минусов, среди которых не только дорогостоящее оборудование, но и высокие расходы на его эксплуатацию. Перед выбором приборов и материалов следует тщательно все рассчитать, для того чтобы оборудование не вышло из строя раньше, чем успело окупиться.

Если автономное электроснабжение частного дома по каким-либо причинам перестало функционировать, не следует ждать дежурную бригаду электриков с местной подстанции. Обо всем придется позаботиться самостоятельно - вызвать специалистов и оплатить услуги по ремонту САЭ. Для того чтобы этого не произошло и оборудование прослужило как можно дольше, следует регулярно приглашать специалистов для профилактического осмотра и технического обслуживания автономного электроснабжения дома.

Выбор альтернативного источника энергии

Главная проблема автономного электроснабжения дома - выбор альтернативного источника энергии, которых на данный момент не так уж и много. Наиболее распространенными считаются следующие виды:

• бензиновые и дизельные генераторы;
• солнечные батареи;
• ветровая энергия;
• гидроэлектроэнергия;
• аккумуляторы.

Каждый из этих источников обладает определенными характеристиками и особенностями, с которыми следует внимательно ознакомиться.

Генераторы

Это наиболее простой и дешевый способ обеспечения дома необходимым количеством электроэнергии. Устройство работает по принципу сжигания топлива. Если речь идет про автономное электроснабжение дома, генератор предполагает создание достаточной базы для хранения топлива. В запасе должно находиться как минимум 200 л дизельного топлива, бензина или других горючих веществ. В данном случае выгодно отличаются Для их бесперебойной работы требуется подключение к газопроводу, и проблема с хранением топлива отпадает автоматически.

Солнечные элементы

Автономное электроснабжение дома на - довольно распространенное явление в западных странах. Существует несколько методов преобразования солнечной энергии в электричество:

1. Фото-вольтовые клетки - используются для концентрации солнечной энергии. С помощью специальных зеркал солнечные лучи генерируются в определенном направлении либо нагревают жидкость, проходящую через паровые турбины электрогенератора (теплового двигателя).
2. Фото-ячейки - энергия, накопленная фотоэлементами на крыше дома, является постоянным током. Для того чтобы ее можно было использовать в домашнем хозяйстве, она подлежит обязательному преобразованию в переменный ток.

Автономное электроснабжение дома своими руками с использованием солнечных батарей является наиболее эффективным и экономичным вариантом. Данное оборудование служит около 40 лет. Однако в зависимости от погодных условий подача электричества в течение дня может прерываться.

Ветровая энергия

Если погодные условия не позволяют использовать солнечные батареи, альтернативным вариантом может стать энергия ветра. Она берется через турбины, расположенные на высоких башнях (от 3 м). Автономные ветряки преобразовывают энергию при помощи установленных инверторов. Главным условием является наличие постоянного ветра со скоростью не менее 14 км/ч.

Гидроэлектроэнергия

Если поблизости загородного дома расположена речка или озеро, можно воспользоваться водяными источниками энергии. Гидроэлектроэнергия в небольших масштабах является наиболее реальным и выгодным вариантом автономного электроснабжения дома. Использование одной турбины не считается экологически и социально опасным явлением. Микротурбины просты в эксплуатации и имеют долгий срок службы.

Аккумуляторы

Для полноценного электроснабжения дома данный вариант не подходит. Аккумуляторы используются в качестве аварийной подачи электроэнергии либо как дополнение к альтернативным источникам энергии. Принцип работы достаточно прост - пока в сети есть электричество, батареи заряжаются, если подача электроэнергии прерывается, аккумуляторы отдают энергию через специальный инвертер.

Схема автономного электроснабжения дома

Общая схема САЭ состоит из последовательно расположенных элементов:

1. Первичного источника электроэнергии - могут быть использованы вышеописанные солнечные батареи, генераторы, работающие на различных видах топлива и другие.
2. Зарядного устройства - преобразует напряжение от первичного источника до величин, необходимых для обеспечения нормальной работы аккумулятора.
3. Аккумуляторной батареи - используется для накопления и отдачи энергии.
4. Инвертора - предназначен для создания нужного напряжения.

Все эти элементы являются неотъемлемой частью автономного электроснабжения дома, и работать друг без друга не могут.

Монтаж САЭ

Выполнить автономное электроснабжение дома своими руками достаточно просто. Для этого понадобятся составляющие: несколько аккумуляторов, которые для увеличения емкости подключаются по параллельной схеме, зарядное устройство и инвертор. При наличии электроэнергии в сети, аккумуляторы накапливают энергию от зарядного устройства. Если электроэнергия отключается, аккумуляторы обеспечивают подачу электроресурсов посредством инвертора.

Производители предлагают широкий ассортимент инверторов, рассчитанных на потребителей с определенной мощностью. От этих показателей зависит количество электроприборов, которые могут работать от этого источника. Чем больше количество техники в доме, тем больше должна быть суммарная емкость аккумуляторов. При неправильном подборе емкости, батареи будут быстрее разряжаться.

Это наиболее распространенные варианты создания автономного электроснабжения дома. Стоимость таких систем достаточно большая, особенно если учитывать расходы на топливо для генераторов. Самыми приемлемыми в этом плане считаются бесплатные источники энергии, такие как солнце, ветер и вода. Стоит такое оборудование значительно дороже, однако оно быстро окупается и служит многие годы. Монтировать САЭ своими руками достаточно просто. Нужно четко следовать инструкции и придерживаться схемы.

Сегодня мы поговорим про автономное электричество, какое оно бывает, как оборудовать дом таким источником электроэнергии, как проводить подбор оптимальных систем. И самое главное, «стоит ли овчинка выделки».

Особенности подключения к сетям ЛЭП

Без электричества сейчас трудно представить комфортабельное жилье. Благодаря ему жилище освещается, обогревается, выполняется готовка пищи, и нагрев воды. Вот только далеко не всегда есть возможность обеспечить электричеством жилье, особенно если дом находится далеко от города.

Многим владельцам загородных домов и дачных участков, особенно если они находятся далеко от цивилизации, приходится решать вопрос с энергообеспечением дома.

Самым распространенным решением является подключение дома к сетям ЛЭП, однако они далеко не везде имеются или же ближайшая линия находится на приличном удалении от дома.

В таком случае обеспечение электричеством дома может оказаться очень дорогим удовольствием. Ведь придется согласовывать вопросы по поставкам этого источника энергии с соответствующими органами, оплачивать установку подстанции и опор ЛЭП для подведения к дому.

И особенно неприятно то, что приобретаемое оборудование, причем за немалые деньги (подстанция, провода, опоры) перейдут на баланс местных энергосетей, то есть владельцем всего будут являться они, а владельцу дома еще придется и платить за поставки электроэнергии.

Поэтому такой вариант для многих может стать нецелесообразным, достаточно хлопотным и дорогостоящим.

Автономные источники электроэнергии

Второй вариант обеспечить загородный дом электричеством – использовать автономные источники энергообеспечения. Такими источниками могут стать ветер, солнце, вода и горючие материалы.

Используя автономное энергообеспечение, владелец дома становится полностью независимым в плане получения электроэнергии для потребления.

Не требуется никаких согласований, протяжки ЛЭП и т. д. Конечно, получение электроэнергии все равно будет связано затратами. И на начальном этапе они будут достаточно весомыми, поскольку необходимое оборудование стоит немало.

В дальнейшем необходимо еще и проведение обслуживания всех составляющих системы энергообеспечения, но в итоге все окупиться.

Коротко рассмотрим самые распространенные автономные источники электроэнергии.

Солнечные панели

Сейчас все большую популярность завоевывают . Суть такого источника проста – имеются полупроводниковые фотоэлементы, в которых при попадании на них солнечных лучей генерируется электрический заряд.

Количество вырабатываемой энергии напрямую зависит от площади фотоэлементов, поэтому они собираются в панели.

Панель площадью в 1 м. кв. способна выдать 100 Ватт мощности с напряжением 20-25 В.

Чтобы полностью обеспечить дом электричеством площадь панелей должна быть значительной.

Из положительных качеств такого источника электроэнергии является его долговечность, полная экологичность, бесшумность.

Панели требуют минимум обслуживания, а электроэнергия, выработанная ими, является полностью бесплатной и доступной.

Но есть и недостатки. Для обеспечения электроэнергии в необходимом количестве, площадь панелей может достигать значительных размеров, которые еще нужно и правильно расположить.

Энергия эта непостоянна. В солнечные дни панели будут работать с максимальным выходом, но бывают же и пасмурные дни. Поэтому общее количество выработанной электрической энергии зависит от того, сколько солнечных дней в году в регионе, где располагается дом.

Еще один недостаток, причем весомый – это стоимость панелей. Цена за каждый Ватт выработанной энергии составляет сейчас примерно 1,5 $, то есть только за панели, вырабатывающие 1 кВт электроэнергии, придется выложить 1,5 тыс. долларов. А еще потребуется покупать и остальное оборудование, необходимое для работы системы.

Ветроэлектрические установки

Вторая по популярности автономная система энергообеспечения – ветряная. Для получения электроэнергии используются ветрогенераторы.

По сути, это обычные генераторы, на ротор которых надеты лопасти. За счет ветра ротор вращается и происходит генерация электричества.

Из положительных качеств ветрогенераторов отмечается достаточно компактные размеры, относительная бесшумность работы, экологичность, долговечность. Также существует возможность самодельного изготовления такого генератора.

Но недостатков у ветряной системы больше. Первый из них – стоимость, обойдутся ветряные генераторы не дешево.

Учитывая то, что КПД ветрогенераторов невысокая, то для полного обеспечения дома электричеством, потребуется установка трех и более ветряков небольшой мощности или же одного, но достаточно производительного. И в обоих случаях затраты на приобретение будут значительными.

Опять же необходимо учитывать и климатические условия. В зонах, где средний годовой показатель скорости ветра не превышает 8 м/с, использовать ветрогенераторы будет нецелесообразно, поскольку они неспособны будут работать в оптимальном режиме.

Стоит также учитывать, что в дни полнейшего безветрия можно остаться без электричества, поэтому использовать ветряную автономную систему энергообеспечения лучше, если имеется резервный источник электроэнергии.

Топливные генераторные установки

Резервным источником электроэнергии могут стать генераторы, работающие на жидком или газообразном топливе (бензин, дизтопливо, газ).

Здесь все просто: установка состоит из двигателя внутреннего сгорания и генератора. Двигатель вращает ротор, и генератор вырабатывает энергию.

Полностью автономной такую систему назвать нельзя, все-таки необходимо топливо, которое еще и дорожает постоянно. Но как резервный источник электроэнергии такие генераторные установки являются самыми оптимальными.

В случае, когда пасмурная погода стоит уже несколько дней или же наблюдается безветрие, всегда можно запустить генераторную установку для восполнения заряда батарей.

Из положительных качеств генераторных установок, работающих от топлива, отмечается постоянная доступность электроэнергии, такие установки сравнительно дешевые, они обеспечивают хороший выход энергии.

К недостаткам же их относится потребность в топливе, что обеспечивает постоянные затраты. Такие установки не могут работать длительный период, а двигатели внутреннего сгорания требуют технического обслуживания.

Также для использования генераторных установок необходимо отведение отдельного помещения и организацию отвода выхлопных газов, ну и, естественно, ни о какой экологичности и речи быть не может.

Гидроэлектростанции

Реже всего в качестве автономного источника питания используется гидроэлектростанция по одной простой причине, далеко не у всех возле дома протекает река или мощный ручей.

Суть работы такой станции заключается в том, что вода вращает лопасти турбины, за счет чего генератор вырабатывает электричество.

Положительные качества гидростанций таковы: стабильная подача энергии круглосуточно, поскольку вода в реке или ручье не замедляет скорость движения. Такие станции полностью экологичны, долговечны и практически не требуют обслуживания.

Главным же их недостатком является необходимость установки на берегу реки или возле ручья. При этом скорость движения воды должна быть высокая.

Гидростанция способна вырабатывать энергию и при медленном движении воды, но в таком случае река зимой будет покрываться льдом, и использовать станцию уже не получиться.

Большая же скорость воды будет являться гарантией того, что река или ручей не перемерзнут. Второй недостаток – стоимость станции.

И все же концепция обеспечения дома автономной системой энергообеспечения является перспективной и многие ею интересуются.

Выше мы рассмотрели основные виды источников электричества, но их одних недостаточно, чтобы в доме была электроэнергия.

Дополнительно стоит отметить, что эффективность любой автономной системы зависит от правильности расчетов.

Особенности установки и эксплуатации автономных источников

Перед тем как приобретать и устанавливать любую из систем, нужно правильно произвести все необходимые расчеты ведь со временем количество потребителей электроэнергии в доме может увеличиться, к примеру вы решите установить и это нужно учесть в расчетах.

Рассмотрим для начала на примере солнечной системы.

Солнечная автономная система.

Все расчеты нужно начинать с подсчетов суммарного потребления электроэнергии в доме, то есть подсчитать мощность всех потребителей. При этом важно их разделить.

Дело в том, что часть потребителей электроэнергии без проблем работают от сети с постоянным током и напряжением в 12 или 24 В. Такими потребителями могут быть те же светодиодные лампы, которые лучше установить вместо обычных ламп накаливания. Да и вообще, все работы следует начинать с оснащения дома экономичными потребителями электроэнергии.

Исходя из суммарной мощности потребления тока, производится подбор аккумуляторных батарей и инвертора. И только после этого переходят к подсчету количества солнечных панелей, а также подбора контроллера.

Можно и не заниматься вычислением площади солнечных панелей, емкостью АКБ и инвертора.

Многие производители предлагают уже готовые комплекты, включающие все необходимое оборудование. При приобретении такого комплекта достаточно знать только суммарное потребление электроэнергии.

Причем при выборе комплекта важно учитывать, чтобы у него имелся некий запас по мощности, чтобы вся система не работала на предельных значениях. Общая стоимость такой системы во многом зависит от ее мощности.

Подводим итог

Автономное электричество в доме является достаточно интересным решением. Но стоимость его пока достаточно высока, поэтому не всем будет по карману.

Но с другой стороны, при отсутствии подключения к промышленным ЛЭП, и больших расстояниях до цивилизации, лучше все же потратиться на автономное энергообеспечение, чем протянуть новую линию. Но в каждом отдельном случае хозяин дома принимает решение сам.

5 / 5 ( 1 vote )

Если у вашего дома нет доступа к линии электропередач, то не обязательно тратиться на подключение к централизованным сетям электроснабжения, существует другой вариант — автономная система. Такой способ, несомненно, сопряжен со значительными затратами, однако, вы будете совершенно независимы от сетей, а полученная электроэнергия не будет наносить ущерб экологии.

Когда выгодны автономные системы электроснабжения

Прокладка новых линий электропередач требует существенных затрат, а если необходима ещё и установка подстанции, то сумма подключения увеличится в разы. Причем эти деньги пойдут на покупку оборудования, которое не станет вашей собственностью, а будет принадлежать местным энергосетям. Таким образом автономная система может стоить дешевле (при учете оплаты за электроэнергию), чем подключение к ЛЭП.

Стоит отметить и тот факт, что автономная система будет вашей собственностью, при должном уходе она прослужит очень долго, а вы, регулярно проверяя её состояние, обезопасите себя от внезапных отключений электроэнергии.

Если вы живете в регионе с подходящими климатическими условиями, то стоимость энергии, вырабатываемой автономной системой может быть ниже, чем при подключении к централизованным сетям.

Такой способ получения электроэнергии совершенно безопасен для окружающего мира, поэтому он всегда «выгоден» для природы. Заботу об экологии можно и нужно проявлять всеми доступными способами.

Виды автономных систем электроснабжения

Существуют разные виды источников электрической энергии: генератор, работающий на бензине или дизельном топливе (ЖТГ), ветроэлектрическая установка, фотоэлектрическая (солнечная) батарея, гидроэлектростанция малого размера.

Желательно иметь не один, а два источника энергии, в таком случае вы будете полностью застрахованы от отключений. Как правило, в качестве дополнительного источника используется ЖТГ. Потребность в нем может и не возникнуть, обычно этот источник простаивает, однако, он может пригодиться в любой момент.

Второй необходимый элемент — аккумуляторная батарея. Без неё автономная система не может существовать, поскольку возобновляемый ресурс непостоянен. Электроэнергия накапливается в батарее, а у вас всегда есть доступ к электричеству. Даже для систем, где источником является генератор, необходима аккумуляторная батарея, позволяющая отключать его на некоторое время, а пользоваться электроэнергией постоянно.

Ещё одна важная часть автономной системы электроснабжения — инвертор, который преобразует постоянный ток в переменный. Необходимость обуславливается высокими потерями в проводах постоянного тока. К тому же большинству устройств необходим переменный ток на напряжение 220 В, который вы сможете получить от инвертора.

Обязательно приобретите контроллер заряда аккумуляторной батареи, он бывает отдельным, а бывает и встроенным в инвертор. Задача контроллера, следить за состоянием батареи и не допускать полной разрядки и перезаряда.

В стоимость автономной системы электроснабжения также входит все необходимое оборудование: кабели, автоматы, щиты, система заземления, выключатели и пр. Более подробно о ценах на автономные системы водоснабжения вы можете почитать на сайтах специализированных компаний, которые занимаются проектированием и монтажом таких систем.

На что необходимо обратить внимание

Прежде всего вам стоит позаботиться о напряжении, чем выше энергоэффективность, тем меньше затрат в конечном счете. Так, например, светодиодные лампы расходуют в 10 раз меньше энергии, чем лампы накаливания. Речь идет не только об экономии самой энергии, но и об экономии на системе. Меньшая мощность источника энергии — это значительное сокращение расходов на автономную систему. К тому же вам понадобится и меньшая батарея, что также отразится на смете.

Перед выбором автоматической системы электроснабжения необходимо провести экономические расчеты. Даже если основная цель данной установки не в экономической выгоде, а, например, в экологической безопасности, расчеты необходимы. Без них вы не сможете представить не только общую сумму, но и конечную стоимость каждого киловатта полученной энергии.

Для экономических расчетов необходимы сведения о природных возможностях или препятствиях. Так, например, ветроэлектрические установки, размещенные в Московской области, будут вырабатывать лишь 10-15% от своей номинальной мощности, этот источник энергии для данного региона будет нерациональным выбором. Солнечные батареи также подходят лишь для некоторых регионов России, где количество солнечных дней намного выше, в ином случае рентабельность автономной системы снижается.

Вам также необходимо ознакомиться ос всей технической и юридической литературой, проконсультироваться со специалистами в данных областях. Лишь после этого можно принимать решение об установке автономной системы с выбранным источником энергии.

Не забудьте и о том, что за данной установкой необходимо ухаживать. При подключении к ЛЭП, все затраты на замену устаревшего оборудования, а также уход за ним становятся обязанностью местных энергосетей, а в случае с автономной системой энергоснабжения — это ваша ответственность. Самыми простыми в уходе считаются системы, источником питания которых являются фотоэлектрические батареи. Вам необходимо составить план технического ухода и следовать ему. Помните о том, что чем лучше вы заботитесь об автономной системе электроснабжения, тем дольше она прослужит вам, тем больше денег вы сможете сэкономить.

Ещё один совет, который подойдет для владельцев домов, у которых уже есть подключение к сети — не стоит отключаться. Вы будете оплачивать лишь электроэнергию, которая расходуется вами, а её количество снизится до минимума. Существующее подключение — ваш резервный источник питания, который будет нужен лишь в том случае, когда не будет работать основной. К тому же некоторые сети принимают излишки энергии, вырабатываемой автономными системами. Таким образом вы сможете не только сэкономить, но и заработать деньги.

Содержание:

Довольно часто возникает ситуация, когда место для строительства частного дома во всех отношениях просто идеальное, но в то же время отсутствует возможность подключения к централизованным . Особенную остроту приобретает вопрос обеспечения электричеством, без которого невозможно нормальное функционирование современных объектов. Поэтому наилучшим выходом из такого положения будут автономные системы электроснабжения, обеспечивающие полную независимость от центральных электрических сетей, без какого-либо ущерба для экологии.

Использование автономных систем обойдется значительно дешевле, чем прокладка новой линии электропередачи, требующая значительных материальных затрат. Автономный источник питания находится в полной собственности хозяина дома. При регулярном техническом обслуживании он сможет эксплуатироваться в течение длительного времени.

Автономные системы электроснабжения частного дома

Автономные инженерные сети широко используются в частных домах. Собственное водоснабжение, канализация и система отопления дают полную независимость от местных коммунальных служб. Гораздо сложнее решается вопрос обеспечения электричеством, однако при правильном подходе с использованием альтернативных источников питания, эта проблема сравнительно легко преодолевается. Существует несколько вариантов автономного электроснабжения, каждый из которых является наиболее подходящим для конкретных условий эксплуатации, в том числе и солнечные системы электроснабжения.

Все автономные системы имеют единый принцип работы, но отличаются первоначальными источниками электроэнергии. При их выборе учитываются различные факторы, в том числе и расходы на эксплуатацию. Например, бензиновые или дизельные генераторы постоянно требуют топливо. Другие же, условно относящиеся к так называемым вечным двигателям, не нуждаются в энергоносителях, а, наоборот, сами способны вырабатывать электричество за счет преобразования энергии солнца и ветра.

Все автономные источники электроснабжения по большому счету похожи друг на друга своим общим устройством и принципом действия. В состав каждой из них входят три основные узла:

• Преобразователь энергии. Представлен солнечными панелями или , где энергия солнца и ветра преобразуется в электрический ток. Их эффективность во многом зависит от природных условий и погоды в данной местности - от солнечной активности, силы и направления ветра.
• Аккумуляторы. Представляют собой электрические емкости, накапливающие электричество, активно вырабатываемое при оптимальной погоде. Чем больше имеется аккумуляторов, тем дольше сможет расходоваться запасенная энергия. Для расчетов используется среднесуточное потребление электричества.
• Контроллер. Выполняет управляющую функцию по распределению потоков выработанной энергии. В основном эти устройства контролируют состояние аккумуляторных батарей. Когда они полностью заряжены, вся энергия уходит напрямую потребителям. Если же контроллер обнаруживает разрядку батареи, то энергия перераспределяется: она частично уходит потребителю, а другая часть затрачивается на зарядку батареи.
• Инвертор. Устройство для преобразования постоянного тока 12 или 24 вольта в стандартное напряжение 220 В. Инверторы имеют различную мощность, для которой берется суммарная мощность одновременно работающих потребителей. При расчетах необходимо давать определенный запас, поскольку работа оборудования на пределе возможностей приводит к его быстрому выходу из строя.

Существует различное автономное электроснабжение загородного дома, готовые решения которого дополняются различными элементами в виде соединительных кабелей, балластов для сброса лишнего электричества и прочими составными частями. Для правильного выбора агрегата следует более подробно ознакомиться с каждым типом альтернативных источников питания.

Генераторы и мини-электростанции

Генераторные установки и мини-электростанции широко используются и обеспечивают автономное электроснабжение дома, особенно там, где совсем нет централизованных электрических сетей. При условии правильного выбора агрегата, на выходе получается напряжение, способное полностью обеспечить объект электроэнергией. Основным фактором нормальной работы оборудования, является его соответствие электрическим параметрам подключаемых потребителей.

Как правило автономные электростанции выполняют две основные функции. Они служат источником резервного питания на период отключения электроэнергии или снабжают объект электричеством на постоянной основе. Во многих случаях эти устройства обеспечивают подачу напряжения более высокого качества, чем в центральной сети. Это очень важно при использовании высокочувствительной техники, например, газовых отопительных котлов, медицинского оборудования и другой аппаратуры.

Большое значение имеет мощность генераторов, их производительность и возможность продолжительной работы без отключения. Техника с малой мощностью относится к категории электрогенераторов, а более сложные и мощные конструкции считаются уже мини-электростанциями. К устройствам малой мощности относятся генераторы способные выдерживать нагрузку, не превышающую 10 кВт.

Существуют различные типы генераторов, в зависимости от применяемого топлива.

1. Бензиновые. Чаще всего используются в качестве резервного источника питания в связи с высокой стоимостью топлива и сравнительно дорогим техническим обслуживанием. Стоимость бензиновых агрегатов значительно ниже других аналогов, что делает их экономически выгодными именно в качестве резервного источника на период отключения основной электроэнергии.
2. Дизельные. Обладают значительным моторесурсом, гораздо выше, чем у бензиновых аналогов. Такое оборудование может работать дольше, даже при больших нагрузках. Несмотря на их высокую стоимость, дизельные генераторы пользуются повышенным спросом из-за дешевого топлива и недорогого технического обслуживания.
3. Газовые. Надежность и эффективность этих агрегатов вполне может сравниться с бензиновыми и дизельными генераторами. Основным достоинством является их низкая цена и экологическая чистота в процессе эксплуатации.

Каждый агрегат состоит из двигателя и самого генератора. Для более удобной работы все устройства оборудуются замком зажигания, стартером и аккумулятором, розетками для подключения потребителей, измерительными приборами, топливным баком, воздушным фильтром и другими элементами.

Аккумуляторы и источники бесперебойного питания

Одним из вариантов на период отключения электричества в загородном доме являются источники бесперебойного питания. Их применение позволяет решить множество проблем, особенно при кратковременных отключениях электроэнергии. Регулировка питания осуществляется с помощью инвертора и стабилизатора. Использование бесперебойников позволяет сохранить важную информацию на компьютере, которая может быть уничтожена при неожиданном отключении электроэнергии.

В состав входит схема управления и инвертор, являющийся по сути, зарядным устройством. От его мощности зависит время переключения и обеспечение бесперебойного поступления электроэнергии к потребителю. За счет этого обеспечивается автономное электроснабжение загородного дома.

Особая роль отводится стабилизатору, основная функция которого заключается в увеличении или снижении подачи тока, поступающего из основной сети. Поэтому при выборе источника бесперебойного питания следует обязательно учитывать технические характеристики инвертора и стабилизатора. Стандартные устройства оборудуются стабилизатором, способным лишь понижать напряжение.

К положительным качествам ИБП можно отнести их сравнительно невысокую стоимость. Они работают бесшумно и не подвержены нагреву за счет высокого КПД, составляющего 99%. Основным недостатком считается продолжительное переключение на собственное питание. Отсутствует возможность ручной настройки величины напряжения и частоты подачи энергии. Во время работы аккумулятора выход напряжения будет иметь несинусоидальную форму.

Источники бесперебойного питания хорошо зарекомендовали себя совместно с компьютерами и локальными сетями, эффективно поддерживая их работоспособность. Они оказались наиболее оптимальным вариантом для использования именно в этой области.

Электроснабжение частного дома солнечными батареями

В частных и загородных домах все более широкое распространение получают солнечные батареи, используемые в качестве основных или резервных источников питания. Основной функцией этих устройств является преобразование солнечной энергии в электрическую.

Существуют различные способы применения постоянного тока, вырабатываемого солнечными батареями. Он может использоваться напрямую, сразу же после выработки или накапливаться в аккумуляторных батареях и расходоваться по мере необходимости в темное время суток. Кроме того, постоянный ток с помощью инвертора может быть преобразован в переменный ток, напряжением 110, 220 и 380 вольт и применяться для различных групп и типов потребителей.

Вся автономная система электроснабжения на солнечных батареях функционирует по определенной схеме. На протяжении светового дня они производят электроэнергию, которая затем подается к контроллеру заряда. Основной функцией контроллера является управление зарядом аккумуляторов. Если их емкость заполнена на 100%, то подача заряда от солнечных батарей прекращается. Инвертор преобразует постоянный ток в переменный с заданными параметрами. При включении потребителей, этот прибор забирает энергию из аккумуляторов, преобразует ее и направляет в сеть к потребителям.

Солнечная энергия, в зависимости от времен года, не бывает постоянной и не всегда рассматривается в качестве основного источника. Кроме того, объем электроэнергии, потребляемой ежесуточно, тоже изменяется в разные стороны. Поэтому при наступлении полного разряда аккумуляторов, происходит автоматическое переключение системы домашнего электроснабжения с солнечных батарей на другие резервные источники питания или на центральную электрическую сеть.

Солнечные батареи делают хозяев дома абсолютно независимыми от центрального электроснабжения. В этом случае не требуется подводка электрических сетей, исключаются дополнительные траты на оформление разрешительных документов и оплату электроэнергии. Данная система не зависит от перебоев централизованной подачи электричества, на нее не влияет рост тарифов, отсутствуют ограничения в подключении дополнительных мощностей.

Солнечные батареи могут эксплуатироваться в течение длительного периода времени, составляющего 20-50 лет. Серьезные финансовые вложения делаются только один раз, после чего система будет работать и постепенно окупать себя. Вся работа батарей осуществляется на полном автомате. Существенным плюсом является полная безопасность солнечной энергии для человека и окружающей среды. Для получения нужного экономического результата следует правильно выбирать оборудование, монтировать и вводить его в эксплуатацию.

Ветрогенераторные установки

Энергия ветра используется с давних пор. Наглядным примером являются парусные корабли и ветряные мельницы, оставшиеся далеко в прошлом. В настоящее время ветровая энергия стала вновь использоваться для совершения полезной работы.

Типичным представителем этих устройств считается ветрогенератор. Принцип работы агрегата основа на вращении воздушным потоком лопастей ротора, закрепленного на валу генератора. В результате вращения в обмотках генератора создается переменный ток. Он может расходоваться напрямую или накапливаться в аккумуляторах и использоваться в дальнейшем по мере необходимости. Таким образом, обеспечивается автономное электроснабжение объекта.

Кроме генератора, в рабочей цепи имеется контроллер, выполняющий функцию преобразования трехфазного переменного тока в постоянный. Преобразованный ток направляется на зарядку аккумуляторов. Бытовые приборы не могут работать от постоянного тока, поэтому для его дальнейшего преобразования используется инвертор. С его помощью происходит обратное превращение постоянного тока в переменный бытовой ток на 220 вольт. В результате всех преобразований расходуется примерно 15-20% от первоначально выработанной электроэнергии.

Совместно с ветровыми установками могут использоваться солнечные батареи, а также бензиновые или дизельные генераторы. В этих случаях в схему дополнительно включается автоматический ввод резерва (АВР), который производит активацию резервного источника тока, если основной отключается.

Для того чтобы получить максимальную мощность, расположение ветряного генератора должно быть вдоль по направлению ветрового потока. Наиболее простые системы оборудуются специальными флюгерами, закрепляемыми на противоположном конце генератора. Флюгер представляет собой вертикальную лопасть, которая разворачивает все устройство навстречу ветру. В более сложных и мощных установках эта функция выполняется поворотным электромотором, под управлением датчика направления.

Поговорим о самом главном в автономном и резервном электроснабжении

Современный человек привык жить с комфортом и удобствами. Действительно, почему бы не пользоваться всеми благами цивилизации, которые даёт нам наука? Что можно «извлечь из природы» для блага своей семьи, если дом на природе стоит, что называется, в «чистом поле»? Насколько реально закрывает все потребности автономное электроснабжение от возобновляемых источников энергии?
Можно ли рассчитывать на настоящее подспорье в электроснабжении и тем кто имеет сетевое 220 В, но хочет иметь резервное электропитание на случай вполне вероятных катаклизмов (как местного масштаба, так и глобальных)? И при этом, пока нет «катаклизмов», такой предусмотрительный хозяин (а удача любит подготовленных!) просто желает использовать приоритетно солнечную энергию (а может и энергию ветра), обеспечивая зелёную экологию и почти забывая о счетах за электричество.

И самое главное, - какие конкретно решения применять наиболее эффективно?

В этой статье мы попробуем кратко ответить на эти вопросы, благо, наша компания (МикроАРТ) занимается разработкой, производством и продажей электронных устройств, необходимых для систем автономного электроснабжения, и имеет самый большой в России опыт по данной тематике (когда мы начинали, то долгие годы были здесь практически первыми и единственными).
Мы расскажем даже о том, о чём не знают, или не хотят знать (т.к. это требует дополнительных усилий при установке) профессиональные «установщики солнечных электростанций» из расплодившихся благодаря растущему спросу, как грибы, сотен новоиспечённых компаний.

Начнём с выдержки из письма реального человека:

Есть у меня дача. Когда 2 года назад мы ее покупали нам, как водится, обещали что буквально через месяц начнутся работы по установке столбов электричества и оно самое будет уже вот-вот... Но вот прошло уже 2 и обещания так и продолжаются. За прошлый сезон я построил на участке дом и почти доделал забор. Для всего этого приобрел генератор 2КW, который прекрасно справлялся с любым инструментом. Кроме сварки конечно. Жене очень понравилось, как я всё там сделал и этим летом она хотела бы там пожить с ребенком. Но вот самое плохое что холодильник от генератора очень расточительно питать. Расход около литра в час, это как-то слишком.
Многие рекомендовали мне заказать солнечных батарей. Это не очень дорого и летом от них есть толк. Куплю автомобильные аккумуляторы 2х100Aч. По расчетам на выходные должно хватать на освещение + холодильник с большим запасом.
А теперь, собственно вопрос - расскажите об опыте эксплуатации холодильника и др. электроприборов на солнечных батареях!

Действительно, шумный, с вредными выхлопными газами генератор, который постоянно «кушает» - это совсем не вершина научной мысли. Отдых по соседству с ним, может доставить неудовольствие не только хозяевам, но и соседям.
Хорошие решения на возобновляемых источниках энергии есть уже сегодня. Многое, конечно, зависит от бюджета, который выделяется, и совсем уж ужимать его – чревато. Как известно - «скупой платит дважды»! Можно конечно купить одну-две солнечных панельки, маленький и простенький солнечный контроллер к ним, маленький автомобильный аккумулятор (или вообще снять старый с авто), поставить дешёвенький маломощный автомобильный инвертор – и радоваться свету от светодиодных лампочек. Только это не обеспечит полноценного комфортного проживания, да и срок службы этих компонентов будет невысок. Мы будем рассматривать полноценные современные (причём лучшие!) решения, обеспечивающие комфорт не хуже, чем в городской квартире.
Опишем основные шаги по решению проблемы за счёт Солнца (тема по ветрогенераторам раскрыта в статьях на www.vetrogenerator.ru) и приведём примерные текущие цены (при курсе 1 долл = 36 руб).

1. Необходимо грамотно выбрать и купить солнечные панели (СП) с солнечным контроллером, а так же, грамотно, и особым образом, их установить

А) Первое, что мы утверждаем, - для хоть какого-нибудь комфорта в загородном доме, самая минимальная суммарная мощность СП должна быть не менее 600 Вт. Например, 3 солнечные панели по 24 В 200 Вт (если панели высококачественные цена вопроса приблизительно 35000 руб). А правильней, для сезонного проживания, ставить - от 1000 до 2000 Вт СП. Если проживание будет и в осенне-зимний период – тогда от 2000 Вт, но лучше, если конечно позволяют финансовые возможности, - от 4000 Вт.

Б) Второе – необходимо обеспечить условия, чтобы солнечные панели работали и в пасмурную погоду. Для этого нужно соединить их так, чтобы их общее напряжение было высоким , если рассматривать номинальное напряжение АКБ и сборки солнечных панелей, то последняя должна иметь напряжение в 1,5 – 2 раза выше чем напряжение АКБ. Тогда и при затенении облаками всё равно напряжение от них будет достаточно высокое для заряда аккумуляторов (АКБ). Но отсюда вытекает требование и к солнечному контроллеру – он должен быть сделан по технологии МРРТ. И не просто МРРТ, а высококлассным, способным работать с высоким напряжением на входе (минимум 100 В, но ещё лучше 200 или 250 В). Естественно, высококлассный контроллер умеет работать с любыми АКБ на выходе, соединёнными на любые напряжения (12 В, 24 В, 48 В – самым оптимальным для наших целей является 48 В, тем более, что и эффективные ветрогенераторы обычно выполнены на это напряжение). И ещё потому, что стоимость солнечного контроллера зависит от силы тока, которую он способен обеспечить. Получается, что если контроллер до 50 А подключить к АКБ с напряжением 24 В, то он может выдать мощность до 50 А* 24 В = 1,2 кВт. А если этот же контроллер 50 А использовать в системе на 48 В, то уже 2,4 кВт.
Дальнейшее наращивание напряжения массива солнечных панелей (300 В и более) обычно нецелесообразно, т.к. ведёт к существенному уменьшению КПД. И так же монтаж СП становится всё более опасным. Даже 150 В постоянного напряжения опасно для жизни и требует тщательного соблюдения техники безопасности при монтаже панелей и подключению к контроллеру.
Такие солнечные контроллеры (например, мощный 100 А солнечный контроллер имеет возможность подключения массива солнечных панелей до 200 В или 250 В) обычно допускают подключение до нескольких киловатт солнечных панелей и стоят они дороже обычных (цена 25000 – 30000 руб). Сравнительный тест разных МРРТ контроллеров премиум-класса можно посмотреть .

Итак, зима, опыт.
1. Вертикальное расположение СП себя оправдало. Липкий снег намерз на крышу кучей даже на южной стороне. Если б СП висели не на стене, то, минимум, неделю б они просто были закрыты от солнца! Чистить их от льда как не знаю - не пробовал. А с вертикальной плоскости все стекло до мороза, только внизу у перехода в рамку немного налипло - и СП работали.
2. Два направления (у меня, пока, - восток и юг), тоже хорошо себя показали. Солнце бывает утром, а днем - тучи, и наоборот. То есть солнце ловлю почти всегда, если оно есть.

Другой человек, из Питера, пишет:

Мои (панели) в мае 2011 года были переустановлены на юго-восток и юго-запад. Разницы в суммарной суточной выработке не заметил, а вот время генерации увеличилось и значительно. Был вынужден установить именно так из-за строительства забора. Работы начинались в районе 8-ми утра и к моменту начала приличной генерации при однонаправленной установке аккумуляторы успевали высосать до 48 В. После изменения азимута установки положение в корне изменилось.

Действительно, в средней полосе России и севернее, если речь идёт о круглогодичном проживании , солнечные панели разумней крепить вертикально и желательно с небольшой ориентацией по сторонам света (например, половину панелей отвернуть от южного направления на 30 градусов на юго-восток, а другую половину - на 30 градусов на юго-запад). Можно и по сторонам дома раскидать, если такие условия есть (не обязательно гнаться за точным соответствием углов).
Вертикальная установка СП хороша для снежных зим (и вообще это благотворно влияет на срок службы панелей, который становится почти вечным, а так же на их чистоту, а значит - и большую отдачу). Главное же - ориентация панелей по сторонам света позволяет растянуть длительность поступления энергии в светлое время суток (это даёт возможность больше использовать электричества без расхода аккумуляторов, да и сами аккумуляторы, в этом случае, лучше заряжаются, т.к. они требуют длительных зарядов малыми токами).
И не надо слепо копировать Европу или Америку – они у себя правильно делают, ставя СП на пологие крыши и все направлением на юг. Широта у них другая и/или снега почти нет. И главное - для них важна максимальная мощность вырабатываемая СП. Причём там не важно, что она максимальна в полдень, когда потребителей электропитания очень мало. Потому что у них разрешена закачка энергии в сеть, что в корне меняет дело, ведь эта энергия не пропадёт (впрочем, об этом мы ещё поговорим в конце этой статьи).
Общее поступление энергии при вертикальном расположении панелей, а так же при их ориентации по сторонам света, будет немного меньше, чем при южной ориентации и под оптимальным углом для конкретного времени года на конкретной широте. Однако, этот переизбыток энергии приходился бы на 2 – 3 дневных часа, т.е. тогда, когда энергии и так полно, и когда её девать некуда, и толку от этого нет.
При выполнении условий Б) и В), получаем, что панелей всё же должно быть минимум две цепочки. Если для АКБ на 48 В, то по 3 шт (каждая на 24 В, а если панели по 12 В – то по 6 шт) соединённых последовательно. Т.е. мы получаем две разнонаправленные последовательные цепочки. Например, из панелей 24 В 200 Вт получается нужно минимум 600+600=1200 Вт. Если нужна ещё большая мощность, то цепочки внутри каждой группы надо подключать параллельно. Каждую группу солнечных панелей, если её мощность большая, можно подключить через свой солнечный контроллер на одну группу АКБ (т.е. получается два контроллера).
Два солнечных контроллера, в случае разнонаправленных групп панелей, могут быть так же полезны, т.к.:
- общий КПД будет немного выше, чем у одного;
- это позволят задействовать любое количество СП, которое может диктоваться конструкцией дома (крышей или стенами, на которые планируется повесить СП), например, установить 7 шт. (3 шт. на один канал, 4 шт. – на другой);
- повысится общая надёжность системы (выход из строя одного контроллера, или одного канала в контроллере, не будет так фатален).
Если солнечный контроллер будет всё же один, а СП направлены на разные стороны света, то их надо «развязать» друг от друга диодами.

Г) Панели лучше покупать крупные (мощностью от 200 Вт) и вешать их высоко . Это особенно важно, если речь идёт об участках, на которых возможно воровство (крупные панели украсть очень затруднительно). Кроме того, чем крупнее солнечная панель, тем чуть выше её КПД, но и тем труднее её перевозить, и, особенно, - монтировать на высоте.
Самые лучшие по КПД и по долговечности солнечные панели - это монокристаллические солнечные панели . Но и стоят они немного дороже поликристаллических. Ещё дороже чёрные моно панели (внутреннее заполнение имеет чёрный цвет, алюминиевая рама тоже анодирована в чёрный цвет). Казалось бы, эта красота приводит к лишнему нагреву СП, а значит к некоторому падению её эффективности (доли процента от общей эффективности). Тем не менее, при ярком солнце, энергии обычно всё равно переизбыток, а вот в осенне-зимний период, чёрные панели намного лучше самоочищаются от снега и обледенений.
Для обеспечения естественной вентиляции между панелями и основанием оставляют воздушный зазор 5 – 10 см (панели, например, можно крепить на алюминиевых уголках, которые прикручиваются к основанию через стойки с надетыми алюминиевыми трубками 5 – 10 см длиной).

Д) В случае, если на доме и на участке места мало , и если воровство маловероятно, свою максимально возможную выработку энергии солнечные панели могут выдать, если они установлены на трекер (он автоматически поворачивает СП вслед за Солнцем). Посмотреть подробнее и купить можно .

Другой возможный вариант установки солнечных панелей – прямо в заборе.

Причём и при таком варианте установки СП можно обеспечить разнонаправленность по сторонам света – надо просто сложить «гармошкой» все панели. Появляется дополнительная эффективность за счёт отражения света от одних панелей на другие.
Достаточно просто устанавливаются солнечные панели и на металлическом каркасе, который тоже, если позволяют условия, можно сделать немного разнонаправленным или установить на нём солнечные панели «гармошкой».

2. Необходимо обеспечить автоматическую работу большинства электроприборов исключительно днём

Мы уже позаботились о том чтобы «растянуть» световой день (расставив СП разнонаправлено по сторонам света), мы обеспечили поступление энергии и в пасмурную погоду (соединяя солнечные панели последовательно в высоковольтные цепочки и применяя высококлассный МРРТ солнечный контроллер). А теперь надо подумать, как сделать так, чтобы основная масса затратных потребителей включалась днём. Тогда оставшееся на вечер и ночь небольшое количество электроприборов (светодиодные лампочки, телевизор, компьютер и т.п.) не сумеют сильно разрядить аккумулятор и последний, именно благодаря этому, будет служить десятилетиями (тут конечно многое зависит от конструкции АКБ).
Понятно, что начинать стирку мы будем с 12, и делать уборку пылесосом примерно в тоже время. Но некоторые вещи можно и автоматизировать, что крайне важно.
Так, например, надо бы чтобы такое энергозатратное устройство как бойлер (водонагреватель для душа и т.п.) подключался к автономному электроснабжению 220 В лишь днём, когда светит солнце (или когда напряжение на АКБ ещё высоко, т.е. они не сильно разряжены). Ведь его бак изнутри изолирован от среды толстым слоем пенопласта и способен очень долго удерживать тепло (до глубокой ночи, как минимум). Так же удобно, чтобы кондиционер включался именно днём. А кому-то и обогреватель в дневные часы не помешает (например весной/осенью, если панелей много).
Ещё более важно автоматическое подключение и отключение от автономномного электричества холодильника. На первый взгляд может показаться, что холодильник потребляет мало энергии - всего 150 Вт (правда при пуске - до 1,5 кВт, но это секунды и они не в счёт). Однако холодильник работает сутки напролёт и в итоге является одним из самых энергозатратных бытовых устройств. Кроме того, работая ночью, он весьма заметно разряжает аккумуляторы, что во многом является причиной быстрой потери ими ёмкости. Какие же меры можно предпринять, чтобы всего этого избежать, но при этом не лишаться благ цивилизации?

А) Опять же – необходимо применение высококлассного солнечного контроллера с технологией МРРТ (или двух таких контроллеров), но уже по другой причине. Только в подобные премиум-контроллеры встроены мощные программируемые реле (220В 3,5 кВт). Через такое реле и надо подключить холодильник и запрограммировать солнечный контроллер так, чтобы реле включалось только когда есть энергия солнца (или когда напряжение на АКБ не будет ниже, допустим, 12,3 В на 1 АКБ, что соответствует его разряду на 20 – 30%).
Бойлер (для нагрева воды) лучше подключить через другое мощное реле (если их конечно в контроллере несколько), т.к. одно реле не справится по мощности одновременно и с пуском холодильника и с бойлером, да и приоритет у холодильника можно выставить выше. Когда будет пасмурно и на всех энергии не будет хватать, то контроллер оставит подключённым только холодильник.
О наличии в контроллере подобных программируемых реле можно узнать, например, из сравнительного теста разных МРРТ контроллеров премиум-класса, или посмотрев их паспорта с характеристиками. Разработанные нашими специалистами солнечные контроллеры КЭС DOMINATOR MPPT и КЭС PRO MPPT имеют 3 таких встроенных реле, причём все они рассчитаны на напряжение до 220 В и мощность подключаемых к каждому из них устройств до 3,5 кВт.
При необходимости, какое-то из этих реле можно запрограммировать на автоматическое включение генератора, или на включение сигнализации.
Возможные алгоритмы программирования реле (кое-что из списка ниже в процессе доработки прошивки, которая, периодически обновляется на нашем сайте):
- эти реле должны включаться по определённому приоритету (есть критически важная нагрузка, а есть второстепенная);
- по напряжению АКБ;
- по мощности, которую могут в данный момент выдать солнечные панели;
- по времени;
- по тому, есть ли заряд АКБ от других источников (от генератора через МАП, или от ветрогенератора - для него у контроллера есть измерительное кольцо), или есть ли 220 В на входе МАП (т.е. если МАП транслирует к примеру 220 В от генератора, то почему бы холодильнику не работать?). Чтобы наш солнечный контроллер узнал, что на входе МАП появилось 220 В - мы соединяем его с нашим МАП дополнительным шнуром и они "общаются".

Б) Так как холодильники используют все и так как это один из самых много потребляющих электроприборов, поговорим о принципах их выбора для питания от солнечных панелей более детально.
Для условий автономии и малого потребления энергии, холодильник должен быть класса энергосбережения А+ + + (в крайнем случае - А+ +) и стоять в прохладном месте (и радиатор сзади холодильника должен свободно проветриваться).
Подходящий объем и способность поддержания необходимой минусовой температуры – это главные критерии для морозильной камеры. При разной температуре продукты могут храниться довольно долгий промежуток времени чтобы сохранить продукты в течении недели нужна температуры -6° С. Если морозильная камера поддерживает температуру -12° С, то это гарантируемое сохранение продуктов питания сроком до одного месяца. Если температурный режим -18° С - продукты могут храниться в холодильнике около трех месяцев.
Ну, а если может поддерживаться температура -24° С , то возможно хранение продуктов 6-12 месяцев. Нам лучше всего подходит последний вариант холодильника.
За счёт качественной термоизоляции многие холодильники способны сохранять достаточно низкую температуру внутри даже при отключении электроэнергии. Время сохранения холода – важнейший параметр холодильников . Это время, в течении которого, в случае отключения питания, в холодильнике будет сохраняться температура, достаточно низкая для того, чтобы скоропортящиеся продукты нормально сохранились. Чем больше это время – тем лучше термоизоляция холодильника и тем больше он подходит для условий, в которых возможны перебои с электроснабжением.
Конечно, в холодильнике надо установить самые низкие температуры и в морозилке и в общей камере , какие только возможны. Это позволит продержаться холоду внутри может и не одну ночь.
Если вы будете соблюдать несколько простых правил эксплуатации холодильника, он будет потреблять меньше электроэнергии. Не ставьте в него продукты, которые выше комнатной температуры. Старайтесь не оставлять открытыми двери. И выберите место для своего холодильника как можно дальше от батареи и кухонной плиты. Желательно что бы прямые солнечные лучи на него не попадали.

Для примера, рассмотрим три почти идеальных для автономии (и не только) холодильника:

Liebherr CTPsl 2541 Морозилка: сверху; Кол-во камер: 2; Объем холодильника (л): 191; Объем морозилки (л): 44; Общий объем (л): 235; Управление: поворотные переключатели; Кол-во компрессоров: 1; Контуров охлаждения: 1; Температура морозилки: до -24°C; Время сохранения холода (ч): 22 ; Мощность замораживания (кг/сутки): 4; Функции: Авторазморозка; Перевешивание дверей; Быстрая заморозка; Быстрое охлаждение; Антибактериальная защита; Скрытые дверные ручки; Класс энергопотребления: A++ ; Уровень шума (дБ): 40; Цвет: нержавеющая сталь; Габариты (см): 140х55х63; Цена от 20000 руб.

Electrolux EN 3613 AOX Морозилка: снизу; Кол-во камер: 2; Объем холодильника (л): 245; Объем морозилки (л): 90; Общий объем (л): 335; Управление: сенсорное; Температура морозилки: до -24°C; Время сохранения холода (ч): 20 ; Функции: Авторазморозка; Индикатор закрытия дверцы; Перевешивание дверей; Зона свежести; Быстрая заморозка; Быстрое охлаждение; Антибактериальная защита; Дисплей; ; Цвет: нержавеющая сталь; Габариты (см): 185х60х67; Цена от 33000 руб.

Bosch KGE 49AI40 Морозилка: снизу; Кол-во камер: 2; Объем холодильника (л): 296; Объем морозилки (л): 112; Общий объем (л): 408; Управление: кнопочные переключатели; Кол-во компрессоров: 1; Контуров охлаждения: 2; Температура морозилки: до -24°C; Время сохранения холода (ч): 44 ; Мощность замораживания (кг/сутки): 15; Функции: Авторазморозка; Индикатор закрытия дверцы; Перевешивание дверей; Зона свежести; Быстрая заморозка; Быстрое охлаждение; Режим отпуска; Антибактериальная защита; No Frost: морозильная камера; Класс энергопотребления: A+++ ; Уровень шума (дБ): 38; Цвет: нержавеющая сталь; Габариты (см): 201х70х65; Вес (кг): 98; Цена от 25000 руб.

В) А если солнца не будет несколько дней или недель, и энергии станет катастрофически не хватать, что тогда делать? Тогда для нашего чудо-холодильника есть запасной вариант, ему надо открыть, так сказать «второе дыхание».
Первое что приходит на ум – хранить в морозилке несколько килограмм свинца. Масса у него большая, холода при -24° С должен набрать много… И отдавать его, медленно нагреваясь в хорошо изолированной морозилке он тоже будет долго.
Но вот беда - свинец вредно хранить рядом с продуктами, как-то это негигиенично, если не сказать - токсично.
Золото – вот гораздо лучший вариант! Оно тяжелее свинца и совершенно безопасно в санитарном плане. Так что если вы раздумываете, куда бы пристроить пару другую слитков золота (чем больше, тем лучше) – в морозилке им самое место. И воры никогда не догадаются!
Однако, к сожалению, не у всех имеются свободные слитки золота, поэтому придётся довольствоваться тем, что уже предлагается для сумок холодильников.
Нет, сухой лёд нам не нужен. Да и устарел он уже морально.
Различают несколько видов современных аккумуляторов холода (они продаются в пластиковых ёмкостях или в герметичных пакетах, срок их эксплуатации не ограничен):

гелевый – поддерживает температуру от -70° С до +80° С, представляет собой гелевый раствор, запаянный в герметичный прочный полимерный пакет (до -20° С), или твёрдую ёмкость (до -70° С);

водно-солевой – наиболее распространенный, стандартный вариант – пластиковые брикеты с солевым раствором, перед использованием помещающиеся в морозильную камеру и способны поддерживать температуру от -20° С до +8° С;

силиконовый – поддерживает температуру от 0° С до -2° С, зато в течение 7 дней. Основное преимущество силиконовых аккумуляторов перед водно-солевыми и гелевыми – способность поддерживать постоянную температуру около нуля в течение длительного периода (до 7 дней).

Стоят эти аккумуляторы холода недорого – от 100 до 1000 руб. Гелевые хладоэлементы, по сравнению с солевыми, обладают значительно большей теплоемкостью и способны работать при очень низких отриательных температурах. Зато солевой элемент можно приготовить и самостоятельно. При этом, чем концентрированней будет соляной раствор, тем ниже будет его минусовая точка таяния. Максимальная концентрация соответствует – 20° С (ниже - соль выпадает в осадок). Именно точка таяния, т.е фазового перехода из твёрдого состояния в жидкое, является точкой «упора», т.к. для фазового перехода необходимо много энергии. Эта температура и является точкой «удержания» хладагента.
Силиконовый хладагент – самый эффективный и долгоиграющий. Но его температура удержания (от 0° С до -2° С) скорее имеет смысл в общей камере, чем в морозилке.
Итак, в условиях автономии, помимо всего вышеперечисленного, в хорошем холодильнике, в морозилке необходимо всегда держать несколько брикетов гелевого хладагента (модель до -70° С) и несколько – силиконового . В случае длительной нехватки энергии силиконовые брикеты надо переложить в общую камеру, а гелевые оставить в морозилке.
После подачи энергии (появлении Солнца или включении генератора или др.), силиконовые брикеты следует опять переложить в морозилку.
Напоследок отметим, что существуют и холодильники, работающие от постоянного напряжения 12 В и/или 24 В, а так же холодильники, работающие от газовых баллонов с пропан-бутановой смесью. Однако оба эти решения не экономичны, имеют весьма низкий КПД (т.к. работают от низких напряжений и/или основаны на адсорбционном методе охлаждения), обладают слабыми параметрами самих холодильников и высокой стоимостью (особенно работающие от газа – 45000 руб за небольшой холодильник с общим объёмом 285 л).
Когда-то очень давно, адсорбционные холодильники выпускались и просто для семьи, для дома. Однако были вытеснены компрессорными, т.к. проигрывали по всем параметрам, кроме бесшумности. Да и бегать, пусть и раз в 3 недели, с газовыми 50 л баллонами, комфортным времяпровождением не назовешь. Впрочем, когда другого выхода нет, допустим в походных условиях, тогда и такой холодильник подойдёт.

Подведём итог двух предыдущих параграфов более наглядно. Ведь лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать.

Итак, для начала сравним на графиках работу обычной солнечной системы и «правильной» солнечной системы с установленной мощностью СП 1500 – 2000 Вт в жаркий июньский солнечный день.

А). В обычной солнечной системе (график А) все СП установлены под углом 45 градусов к горизонту направлением на юг и соединены в соответствии с напряжением АКБ (т. е. серьёзного превышения напряжения СП над напряжением АКБ - нет). Никаких управляющих нагрузками реле в солнечном контроллере тоже нет.
На графике мы видим, что пиковая мощность СП достигается к 13 часам дня, и мы видим что, по меньшей мере, 40% солнечной энергии не используется (а в реальности, обычно не используется ещё больше).
Так же очевидно, что те 60% солнечной энергии, что используются, в основном идут на заряд большой ёмкости АКБ. Емкость должна быть именно большой (особенно, если мы хотим разряжать её только на 30%, что значительно увеличивает срок их службы), потому что именно от неё всё электрооборудование питается вечером, ночью и утром.

Б). При использовании высоковольтной солнечной системы с вертикально установленными СП и ориентированными на юго-восток и на юго-запад мы видим, что максимальная мощность СП упала примерно на 30 – 40%, и при этом эффективное время получения солнечной энергии увеличилось. Кроме того, видно, что за счёт того, что холодильник, бойлер и другое электрооборудование принудительно включается только днём, оно и потребляет в основном только солнечную энергию, а не энергию прошедшую преобразование в АКБ (кстати, у кислотных АКБ КПД около 80%). Значит, ёмкость АКБ может быть намного меньше, а ведь это - дорогой расходный элемент. Видно, что при грамотном построении системы и программировании включения реле, использование солнечной энергии может достигнуть 90% и более.

Теперь сравним на графиках работу обычной солнечной системы и «правильной» солнечной системы с установленной мощностью СП 1500 – 2000 Вт в пасмурный июньский день.

В). В обычной солнечной системе (график В) из-за облаков напряжение от СП в среднем опустилось ниже, чем у АКБ и заряд или прямое потребление энергии невозможны. Хотя иногда небо может немного проясняться и в такие моменты (судя по графику, солнце появилось после 17 часов) появится немного энергии. В целом же, обычная система в такие дни функционирует или вычерпывая по максимуму ранее накопленную энергию из АКБ (что сокращает их ресурс), или во время работы генератора, который заодно и подзаряжает АКБ.

Г). При использовании высоковольтной солнечной системы с вертикально установленными СП и ориентированными на юго-восток и на юго-запад, мы видим, что максимальная мощность СП упала примерно в 3 – 4 раза от установленной мощности СП, и при этом эффективное время получения солнечной энергии по-прежнему немного увеличено.
Т.к. СП соединены последовательно на высокое напряжение, напряжения на входе высокоэффективного солнечного контроллера хватает для преобразования энергии, которая направляется им на заряд АКБ и на работу самого необходимого электрооборудования.
Видно, что за счёт того, что холодильник и бойлер принудительно включается только днём, а остальное необязательное оборудование, из-за низкого приоритета вообще не включается, даже этой уменьшенной энергии хватает. А значит, АКБ по прежнему почти не используются, даже если Солнце вообще не появляется. Использование слабой солнечной энергии в этом случае приближается к 100 %.
Зимой ситуация ещё ухудшится, т.к. световой день сократится практически в 2 раза и пасмурность может стать более глубокой (ноябрь-декабрь). Отсюда вытекает, - что если нужно круглогодичное автономное электроснабжение и нет желания хотя бы пару месяцев раз в 3 дня включать генератор, то мощность СП надо ещё удвоить (до 4000 Вт). Тогда график Г, будет соответствовать осенне – зимнему периоду.
Для осеннее-зимнего периода ориентация СП не так важна, т.к. угол прохода Солнца сужается, да и при пасмурности (а в этот период она преобладает) направление СП почти не важно. Поэтому, для круглогодичной эксплуатации, можно ограничиться установкой всех СП вертикально направлением на юг.

Вывод: получать энергию при облачности и, тем более, при пасмурности (и особенно это важно зимой) - очень и очень надо. Слишком много в России таких дней. Мы не Испания и, тем более, не Африка, например, в Москве в году всего 75 солнечных дней, - поэтому это очень важно! Тут вопрос стоит «ребром» - или результат есть (хотя при облачности отдача СП падает до 3 раз меньше номинала, при глухой пасмурности - до 6 раз), или результата в такое время нет вообще – если применять дешёвые солнечные контроллеры (в том числе МРРТ), использовать мало СП, соединять их на низкое напряжение, устанавливать под углом там, где снег зимой - норма.
Благодаря предложенным мерам, можно наращивать мощность солнечных панелей, при этом энергия будет эффективно утилизироваться, а так же иметь солнечное электричество в любое время года почти в любом уголке России. Использовать эту мощность можно как напрямую для отопления, нагрева воды и "теплого пола", так и посредством теплового насоса, и при этом не подвергать аккумулятор жесткой эксплуатации.

3. Необходимо приобрести качественный инвертор

Что касается инвертора, то он должен быть с синусом на выходе 220 В, с высоким КПД (96%), с малым током потребления на холостом ходу (ХХ = 0,3 - 0,4 А), с большой перегрузочной способностью, а так же с расширенными функциональными возможностями. Желательно, чтобы инвертор умел и быстро заряжать АКБ от сети или генератора.
Для холодильника хватило бы мощности инвертора 0,5 - 1 кВт, но т. к. есть и другое электрооборудование, обычно оптимальным является диапазон мощностей от 3 до 12 кВт. Напряжение инвертора и АКБ надо выбирать минимум на 24 В, но лучше на 48 В.

Нашей компанией был разработан инвертор МАП (модификации PRO, HYBRID, DOMINATOR) – по качеству и возможностям он находится на уровне лучших мировых брендов, при многократно меньшей цене. Разработку первого инвертора мы начали в далёком 1999 году, но только к 2012 году прибор достиг совершенства и надёжности мирового уровня. Естественно, у него высокий КПД 96%, высокая перегрузочная способность и малый ток ХХ до 0,4 А. У него вообще очень малые электромагнитные излучения, т.к. применён трансформатор в виде дорогого тора.
Вы, вероятно, спросите – что такого в этих «мировых брендах» кроме имени (перечислим их – Xtender, SMA, Xantrex, Victron, OutBack ), да и то, известному лишь в кругах профессионалов? А китайские инвертора стоят немного дешевле МАП!
Отличия, кроме именитости, есть, и они серьёзные. Только у «мировых брендов» (а теперь и у МАП) есть очень богатые возможности по функционалу и режимам; обеспечена высокая надёжность (за счёт применения качественных дорогих, а не дешёвых комплектующих, и за счёт тщательного тестирования каждого прибора). Только они, как и МАП, основаны на похожей схемотехнике и на дорогих тороидальных трансформаторах и дросселях. Всё вышеперечисленное имеет заметно большую себестоимость, а следовательно и более высокую розничную цену. И поэтому, вышеперечисленного нет не только у китайских, но и у менее именитых европейских и американских инверторов.

Мы не будем расписывать все возможности МАП (желающие, могут с ними ознакомиться здесь ). Расскажем лишь о некоторых важных для автономной жизни особенностях.
- Возможность проводного и беспроводного соединения с компьютером (разработано несколько вариантов ПО, умеющих и оповещать (в том числе по СМС), и строящих графики для слежения за параметрами всей энергосистемы). Поэтому, например, ваши АКБ не останутся надолго разряженными без вашего ведома, и, как следствие, не «прикажут долго жить». И дом не заморозится, если что…
- Работа с обычными недорогими генераторами высокой и относительно малой мощности (т.е. низкого качества, с выбросами напряжения) - эта возможность большая редкость среди лучших мировых брендов. А значит - и инвертор не сгорит, и заряд будет хороший и быстрый, и генератор не обязательно должен стоить 250000 руб.
- Режим поддержки сети (или генератора): автоматическое "добавление" мощности инвертора к сетевой (или к мощности генератора) и/или автоматическое временное уменьшение заряда при пиковых нагрузках (модификация МАП HYBRID и МАП DOMINATOR) - эта возможность есть только у лучших мировых брендов. Значит там, где требовался бы, допустим, генератор 6 кВт, вероятно, справится и генератор 3 кВт – в нужные моменты инвертор ему поможет. А ведь это не только экономия на цене генератора. Это и постоянная экономия на топливе!

4. Немного об аккумуляторных батареях

Общеизвестно, что срок службы АКБ сильно уменьшается в зависимости от потребляемого от неё тока. Для уменьшения токов и глубины разрядов можно наращивать ёмкость АКБ, при этом уменьшая допускаемый разряд.
С другой стороны, с целью снижения совокупной стоимости владения собственной электростанцией, необходимо использование аккумуляторов как можно меньшей емкости (всё же ресурс их ограничен).
За счёт реализации в солнечных контроллерах КЭС DOMINATOR и КЭС PRO системы управления нагрузками, свободная энергия от СП в основном идет непосредственно на внешних потребителей, что и позволят снизить ёмкость АКБ.
Для загородного дома 200-300 м² в средней полосе России достаточно общей ёмкости аккумуляторов 200 Ач * 48 В, или, что одно и тоже 400 Ач* 24 В. При этом мощность солнечных панелей должна быть 2000 – 4000 Вт (минимум для сезонной эксплуатации - 1200 Вт).
При такой мощности СП аккумуляторы всегда будут заряжены, а свободная мощность от солнечных панелей будет автоматически распределяться между внешними потребителями.
Практика показала, что для автономного электроснабжения не рекомендуются герметизированные свинцовые АКБ, т.е. типа AGM, гелевые, OPzV. Слишком «нежные» они для тяжёлых условий автономии. Вода из них всё же постепенно теряется, а долить её невозможно. Герметизированные АКБ служат в таких условиях обычно до 2 – 3-х лет.
Имейте ввиду - срок службы при автономном электроснабжении у любых аккумуляторов в разы меньше, чем в условиях резерва (т.е. когда сетевое 220 В есть, но иногда пропадает), просто у герметизированных АКБ при автономии, он вообще очень мал.
Поэтому, в зависимости от бюджета, у автономщика небольшой выбор:

1. Автомобильные стартерные , открытого типа.
Цена общей ёмкости 190 Ач*48 В (составленной из 4 шт. 190 Ач*12 В соединённых последовательно) около 28000 руб. Срок службы в автономии около 2 - 4 лет, или до 200 циклов заряд/разряда на 80%.
Для меньшей степени их разряда, а значит для увеличения срока службы до 5 - 7 лет, их ёмкость можно удвоить (тогда можно настроить в инверторе допустимый разряд АКБ не более 30 %, а время автономии сильно не уменьшится).
Рекомендуем, например, производства Тюменского аккумуляторного завода. В отличии от некоторых других, они соблюдают технологию, а не экономят на свинце. Вы можете примерно понять качество АКБ, если сравните их вес при одинаковой ёмкости. Естественно, лучше те, которые тяжелее.
Только АКБ с кальциевыми сплавами не стоит покупать для целей автономного электроснабжения. Гораздо устойчивее к глубоким разрядам АКБ с традиционными сурьмянистыми сплавами.
Проверять уровень электролита и доливать дистиллированную воду в каждую банку, надо не реже 1 раза в год. Об этом нельзя забывать, уровень электролита не должен опуститься ниже указанной границы – иначе произойдёт ускоренная деградация пластин АКБ.

2. Тяговые панцирные глубокого разряда (АКБ Микроарт). Цена общей ёмкости 210 Ач*48 В (составленной из 24 шт. 210 Ач*2 В соединённых последовательно) около 72000 руб. Срок службы в автономии около 10 лет, или до 1500 циклов заряд/разряд на 80%.

Можно выбрать ёмкость и на меньшее напряжение – 400 Ач*24 В. Её цена (составленной из 12 шт. 400 Ач*2 В соединённых последовательно) около 65000 руб.
При необходимости радикального снижения требований к вентиляции помещения и проверке уровня электролита - на эти АКБ можно установить специальные пробки-катализаторы для рекуперации водорода (проверять уровень электролита и, при необходимости, доливать дистиллированную воду, можно не раз год, а раз в 6 лет). С такими пробками, эти АКБ практически приближаются по необслуживаемости к герметизированным АКБ, и, при этом, обладают всеми преимуществами обслуживаемых.

3. Литий-железо фосфатные (LiFePO4) аккумуляторы относятся к герметизированным и, тем не менее, были бы идеальны для автономного электроснабжения, если бы не их цена.
Цена общей ёмкости 160 Ач*48 В, включая BMS нашей разработки (необходимый корректор заряда для таких АКБ), составленной из 15 шт. 160 Ач*3,2 В соединённых последовательно, будет около 220000 руб. Срок службы в автономии около 25 лет, или до 3000 циклов заряд/разряд на 80%.
Это не свинцовые АКБ, поэтому они относительно лёгкие и малогабаритные. За счёт их устойчивости к глубоким разрядам, общую ёмкость можно установить меньше раза в 2 по сравнению со свинцовыми АКБ (и соответственно, настроить инвертор так, чтобы он их разряжал примерно на 80%). Т.е. при построении вышеописанной системы, можно использовать ёмкость литий-железо фосфатных АКБ 100 Ач* 48 В, или 160 – 260 Ач* 24 В, что гораздо доступней.

Особенностью литий-железо фосфатных АКБ, кроме самого высокого КПД (97%), является возможность очень быстрого набора заряда (в норме - около 2 часов, что в 6 раз быстрее полного заряда других типов АКБ), и самое главное, нечувствительность к недозарядам, к глубоким разрядам и оставлению на длительное время в состоянии разряда, что рано или поздно бывает при полностью автономном проживании. Особенно, если система не умеет оповещать хозяина с помощью СМС сообщений.
Поэтому, в случае использования литий-железо фосфатных АКБ, ставить солнечные панели разнонаправлено не обязательно.
Более подробно об особенностях конструкции разных АКБ и особенностях эксплуатации их в разных условиях написано . И конечно стоит напомнить, что для полной автономии необходим генератор (лучше инверторный, можно с автоматикой САП), а так же желателен, если позволяют условия, ветрогенератор .

5. Поговорим о жизни при наличии промышленной электросети и, при этом, «под сенью солнечных панелей»… Что же выбрать, или почему – то, что «немцу» хорошо, - «русскому» смерть?

По традиции, начнём с сообщения на одном из форумов:

Я лично, совсем недавно, пришел к выводу, что лучше (перспективнее) взять сетевой инвертор (СИ), вместо MPPT контроллеров. По паспорту СИ КПД преобразования =97% и сразу энергия = 220 в дом, на потребление. А в случае с МPPT идет преобразование в контроллере, затем в батареи идет, затем в гибридном (батарейном инверторе теряется на преобразование) - потери больше. Еще один фактор - мысли на будущее: вдруг когда нибудь в России разрешат отдавать (продавать) в сеть электричество, не надо будет ничего докупать.
Кстати говоря, сетевой инвертор SolarLake 8500TL-PM может перераспределять энергию от СБ между фазами?
Также в системе будут 3 единицы Кстендера XTM 4048, по каждому на фазу. И очень важный для меня вопрос и задача, чтобы ни один киловат не уходил в сеть, не проскакивал через счетчик в обратную сторону.
…Предлагается еще один резервный вариант, дополнительно поставить MPPT контроллер с небольшим массовом СП, на случай, если АБ разрядятся. выработка СИ прекратится, а тут MPPT контроллер будет независимо заряжать АБ. Тоже хорошая мысль.

Не всем, вероятно, понятно, о чём речь в сообщении, поэтому чуть позже дадим пояснения. Но сначала отметим - человек во многом сильно заблуждается, и заблуждения сии стоят больших дополнительных денег. Причём разница в данном случае может составить около полумиллиона рублей – такова цена ошибки, переубеждать в которой богатого клиента продавцы импортной техники отнюдь не торопятся. Для более скромных покупателей изменится только порядок потерянной суммы, но суть от этого не поменяется.
Итак, сетевой инвертор (СИ) - это электронное устройство, которое представляет собой одновременно и инвертор и солнечный контроллер с технологией МРРТ. Но у сетевого инвертора совсем другая идеология, которая имеет свои истоки от других условий стран Евро-зоны, США и др. Вспомните поговорку – «То, что русскому хорошо, - немцу смерть!», ну и наоборот. И мы сейчас это докажем.
Идеология сетевого инвертора – энергию, полученную от солнечных панелей (соединённых на ВЫСОКОЕ напряжение, обычно диапазон 300 – 800 В), сразу преобразовать в переменное ВЫСОКОЕ напряжение 220 В и сразу подавать её в промышленную сеть, синхронизируясь с ней. Так как, напряжение на входе и на выходе высокое, можно обойтись без трансформаторов, что должно удешевлять сетевые инвертора (хотя они почему-то продаются не дёшево).
Если нагрузка в доме большая и солнечной энергии поступает немного, то она вся уходит на домашнее потребление. А если нагрузки почти нет, и Солнце жарит во всю – тогда эта энергия закачивается в промышленную энергосеть. Т.е. счётчик «крутится в обратную сторону, сматывая показания». И аккумуляторы как бы не нужны, – вместо них огромная электросеть. В неё можно качать и качать электроэнергию, выкручивая счётчик в большой минус, а потом, гораздо позже, в зимний период, возвращать себе обратно то, что так щедро отдавали летними деньками! Да и с тёмными летними ночами проблем нет – промышленная электросеть это гигантский аккумулятор, вечный и не имеющий потерь.
Но, к великому нашему сожалению, пока в России есть два фактора, которые сводят на нет всю эту идиллию :

1. У нас не разрешено частным лицам что-либо закачивать в сеть. На запреты можно было бы не обращать внимания – «пусть сначала поймают»! Только вот счётчиков таких (которые позволяют вычитать обратную энергию) больше практически нет. А есть те счётчики, которые вашу солнечную энергию с удовольствием примут, только вот показания не вычтут, а приплюсуют! Т.е. потребитель заплатит дважды – сначала за полученную энергию, а потом ещё и за отданную, за подаренную государству энергию, он заплатит как за потреблённую!

2. Если в Европе электричество практически не отключают, и там зачастую можно не иметь резервную систему на аккумуляторах, то в наших краях такие отключения и аварии не редкость. Поэтому АКБ жизненно необходимы не только для автономии, но и для резерва.
Может вы наивно полагаете, что сетевой инвертор (а он не работает с АКБ), в случае отключения промышленного 220 В будет выдавать свои 220, хотя бы пока светит Солнце? Нет! Ничего он не будет выдавать.
Его конструкция сделана так, что промышленное 220 В для него является опорным и ведущим. И, кроме того, по требованиям безопасности – когда ничего не подозревающий электрик отключит подачу сетевого 220 и, допустим, приступит к ремонту сети голыми руками, - чтобы его не убило, сетевой инвертор не должен при этом продолжать генерировать 220 В.
Таким образом, если электричество отключат, а будет установлен только сетевой инвертор с солнечными панелями, то вы останетесь без электричества! Огромные деньги затрачены, а автономного электроснабжения нет!
Надеемся теперь мы доказали справедливость, переиначенной поговорки – то, что «немцу» хорошо, - «русскому» смерть!?
И так будет, пока законы не изменят, пока электричество не перестанут отключать…
Что же предлагается вкупе с рекламирующимися в России сетевыми инверторами?
Ну, во-первых, лучшие мировые бренды выпустили так называемые гибридные инверторы, которые могут работать с аккумуляторами как обычно, а так же научились заряжать свои АКБ, если к выходу такого инвертора подключён сетевой инвертор (это умеет и МАП HYBRID и МАП DOMINATOR).

Т.е. получается странная конструкция, где вместо солнечного контроллера МРРТ, который заряжает АКБ, ставится сетевой инвертор со встроенным контроллером MPPT. Но ставится он не на АКБ, а на выход 220 В гибридного инвертора. Сетевой инвертор тогда сможет работать и при отключении в сети 220 В, ведь 220 В продолжит генерировать вместо сети гибридный инвертор от АКБ, а сетевой инвертор будет по прежнему думать, что это сетевое 220 В.
У солнечного контроллера MPPT и сетевого инвертора, КПД одинаков – 98%, но сетевой инвертор сразу подаёт энергию в сеть, в случае же солнечного контроллера с АКБ, есть ещё звено преобразования – гибридный инвертор, у которого КПД 96%.
Т.е. в последнем случае, общий КПД получается 0,98*0,96 = 0,94%
Обращаем внимание - систему можно настроить так, чтобы АКБ в процессе закачки солнечной энергии от солнечного контроллера не участвовали, т.е. энергия пойдёт транзитом, поэтому КПД аккумуляторов тут не причём. Например, наш солнечный контроллер ЭКО Энергия МРРТ 100 А 200 В, при подключении к системе на 48 В даёт до 5 кВт (и у него есть датчики токов, он может мгновенно выдать столько, сколько потребует инвертор, даже если АКБ заряжены, т. е. он не позволит им просесть ни на йоту).
Но является ли немного более низкое КПД (на 4%) аргументом за сетевой инвертор вместо солнечного контроллера? Нет, не является. Потому что цена сетевого инвертора в разы больше аналогичного по мощности солнечного контроллера. А эту потерю на КПД при желании можно легко перекрыть установкой лишней солнечной панели, что будет намного дешевле. Тут ещё необходимо пояснить, чем отличается гибридный аккумуляторный инвертор (а таковые сегодня выпускают только несколько именитых зарубежных компаний и мы, МикроАРТ) от обычного аккумуляторного инвертора.
Гибридный инвертор умеет синхронизироваться с промышленной сетью и подкачивать туда энергию от АКБ, причём как с солнечным контроллером, так и без оного (от энергии аккумуляторов). Т.е. он умеет делать то же, что и сетевой инвертор и даже больше – например, «умощнять» сеть при перегрузках. Т.е. он может приплюсовать к выделенной мощности сети мощность от АКБ и/или от солнечного контроллера.
Гибрид накладывает свой синус на синус сети с чуть большей амплитудой и может перехватывать на себя всю нагрузку или часть нагрузки. Если в меню установлена разрешение подкачки пока напряжение на 1 АКБ будет выше 12,7 В (что соответствует 100% заряда), то при отсутствии внешнего поступления энергии (например от Солнца), подкачка прекратится, и будет тогда далее всё питаться на 100% от сети. Появится Солнце - снова продолжится подкачка, настолько, насколько позволит эта энергия Солнца, или насколько израсходуют потребители. Но можно и разрешить некоторый разряд АКБ – это позволит подкачивать накопленное и вечером, правда ресурс АКБ тогда будет сокращаться.
Отдача во внешнюю сеть у гибридных инверторов по умолчанию запрещена, но её можно и включить.
Очень важно, что в настройках гибридных инверторов есть выбор - ограничиться ли подкачкой только в домашнюю сеть, или же разрешить ещё и подкачку во внешнюю сеть, как в сетевом инверторе. Таким образом, проблемы с отечественными сетями и счётчиками, у гибридных инверторов снимаются.
А как же быть с сетевыми инверторами? Пару лет назад была разработана приставка к сетевому инвертору, которая отслеживает направление тока и тоже не позволяет сетевому инвертору качать энергию во внешнюю сеть (по аналогии с гибридным инвертором), ограничиваясь лишь домашней сетью. Однако стоит такая приставка 20000 руб.
Так на что же «покупают» ушлые продавцы отечественных солнцелюбов, предлагая сетевые инвертора? Во-первых, на простоту - якобы купил солнечных панелей, купил сетевой инвертор, всё подключил и работает! Потом раздувают тему более высокого КПД, и недолговечных и дорогих АКБ, которые не надо покупать и ставить… Рассказывают про высокое напряжение и меньшие потери в проводах (тоже – не аргумент, - выше, мы писали, что у хороших солнечных МРРТ контроллеров, тоже должны быть высоковольтные входы).
Стали появляться и сетевые инверторы умеющие заряжать АКБ (разработано специально для России и отнюдь не именитыми фирмами). Они серьёзно проигрывают связке – гибридный инвертор + солнечный контроллер MPPT (здесь уже нет возможности расписывать и это).
Однако при внимательном рассмотрении «вооружённым взглядом»… Нет, мы пока ещё не «немцы», к сожалению… или к счастью!
Ну а теперь коротко разберём сообщение потенциального пользователя приведённое выше.
1. Он ошибся при сравнении КПД (т.к. КПД АКБ учитывать не надо). И он не понял, что эту небольшую разницу в КПД проще и дешевле компенсировать лишней солнечной панелью.
2. Если в России когда-нибудь разрешат отдавать энергию в промышленную сеть, то её сможет так же отдать туда и гибридный инвертор.
3. В трёхфазной системе трёхфазный сетевой инвертор SolarLake 8500TL-PM (мощность до 3 кВт на каждую фазу, цена под 125000 руб) не сможет перераспределять энергию по фазам – так он сделан. А три гибридных инвертора – смогут (кстати, цена МАП HYBRID 48 В 6 кВт 3 ф (его номинальная мощность 4 кВт) около 66000 руб за каждый).
Гибридными функциями обладает и наша новая модель инвертора, который можно соединять в трехфазные сети и в параллель для наращивания мощности – МАП DOMINATOR.
4. Без дополнительной приставки к сетевому инвертору, исключить подачу им энергию в промышленную сеть не получится, даже если СИ подключён к выходу гибридного инвертора.
5. Ставить ещё и дополнительный комплект системы с солнечным MPPT контроллером – верх неэкономичности.
Теперь посчитаем цену комплекта, о котором пишет богатый покупатель (пока без солнечных панелей и без АКБ, которые в его системе ставить всё равно необходимо).
Трёхфазный сетевой инвертор SolarLake 8500TL-PM - 125000 руб; приставка к сетевым инверторам – 20000 руб; три гибридных инвертора Кстендер XTM 4048 (кстати, номинальной мощностью всего по 4 кВт) – 540000 руб; один солнечный контроллер МРРТ – 30000 руб.
Итого, получаем общую стоимость 3-х фазной системы (с мощностью при пике солнца до 3 кВт на фазу, и мощностью всего 4 кВт на фазу при отключении промышленного электричества) - 715000 руб (и это без учёта СП и АКБ!).
Теперь сравним это с правильной системой на основе трёх гибридных инверторов и трёх солнечных контроллеров - МАП HYBRID 48 В 6 кВт 3 ф 198000 руб; три солнечных контроллера КЭС DOMINATOR (мощность до 5 кВт) – 90000 руб; дополнительная солнечная панель 200 Вт (для компенсации меньшего КПД) – 10000 руб.
Всего 300000 руб против 715000 руб. И при этом имеем распределение солнечной энергии по фазам в зависимости от потребности. А если выбрать МАП HYBRID 48 В 9 кВт 3Ф (с номиналом 6 кВт), то общая стоимость системы увеличилась бы совсем немного, до 325000 руб. Но номинальная отдача от солнца и при автономии увеличилась бы до 5 – 6 кВт на каждую фазу соответственно. Как говорится – почувствуйте разницу! «Богатые тоже плачут…»
Ну и напоследок остановимся на вопросе – а имеет ли вообще смысл завозить сетевые инверторы в Россию пока у нас такие несовершенные законы и такие ненадёжные электросети?

Сетевые инверторы в России правильно использовать если:

1. Можно будет, как за рубежом, отдавать энергию в сеть (т.е. тогда, когда это официально разрешат и появятся соответствующие счётчики, или если человек сам готов мудрить со старыми счётчиками «с колёсиками» - они вообще-то уже запрещены для установки…). Впрочем, в этом случае, можно поставить и гибридный инвертор.

2. Если речь идёт о мощной (мегаватты) солнечной электростанции, которая опять же отдаёт электроэнергию в сеть. Это разрешено только организациям, с соблюдением требований, и для больших мощностей солнечных панелей. Правда, покупать солнечное электричество наши энергосети будут по оптовой цене.
3. Если речь идёт о предприятии, которое потребляет энергию днём (тогда не обязательно и во внешнюю сеть её отдавать). Причем, мощность установленных сетевых инверторов с солнечными панелями должна быть заведомо ниже мощности потребления предприятия.
На наш взгляд для России пока это всё…
Во всех остальных случаях ставьте или обычный или гибридный инвертор с аккумуляторами. И это правильное решение.

Но в будущем… В будущем всё изменится. Как после первых монстроидальных компьютеров появились и персональные, так и в будущем, помимо крупных солнечных, гидро- и др. электростанций, у большинства людей будут и персональные «зелёные» солнечные электростанции. На каждом строении будут красоваться солнечные панели. И выработки их энергии будет хватать и для электроприборов, и для отопления, и даже для автомобилей (последние могут быть не обязательно электрическими, а, к примеру, водородными, только водород тот будет получаться электролизом воды). И тогда наша планета не задохнётся от углекислых газов, и не зачахнет от истощения природных ресурсов, и не отравится от загрязнения окружающей среды… Это будет светлое будущее!