Полностью автономный дом своими руками. Как сделать автономный дом своими руками: реальный опыт
А также обустройство в нем системы отопления и канализации в том случае, если он находится вдали от централизованных коммуникаций, - задача довольно-таки сложная. Однако современные технологии и оборудование позволяют решить ее достаточно эффективно.
Проект автономного дома
Прежде чем приступать к возведению жилого здания, следует составить его чертежи с указанием способов подвода всех необходимых коммуникаций. Комфортным автономный дом будет только в том случае, если в нем имеются:
- электричество,
- отопление,
- водопровод,
- канализация.
О том, как именно могут быть подведены все эти разновидности коммуникаций в том случае, если дом расположен далеко от централизованных инженерных систем, и поговорим далее.
Электроснабжение
Сложнее всего сделать автономный дом удобным для проживания в том случае, если расположен он вдалеке от ЛЭП. Обеспечить стабильное электроснабжение здания можно тремя способами:
- Установив генератор, работающий на жидком топливе. Проблему обеспечения зданий электроэнергией такое оборудование решает очень эффективно. Подключив к генератору насос и котел, можно обустроить в доме в том числе и водопровод с отоплением. К недостаткам этого способа электроснабжения частного дома можно отнести лишь довольно-таки высокую затратность. Жидкое топливо сегодня стоит дорого, а понадобится его очень много. К тому же под генератор придется строить отдельное помещение с хорошей звукоизоляцией.
- Установив ветряную станцию. Такой способ отличается высокой степенью экономичности. Платить за получение электроэнергии не придется ни копейки. Однако затраты на начальном этапе будут очень большими. Ведь недостаточно просто установить ветряк. Понадобится еще оборудование для аккумуляции энергии и преобразования в переменный.
- Собрав мини-ГЭС. Такой способ хорош в том случае, если рядом с домом протекают река или большой ручей.
- Установив солнечные батареи. В этом случае платить за электроэнергию также не придется. Однако стоить подобное оборудование будет очень дорого.
Чаще всего дома в удаленных местностях электрифицируются с использованием генераторов. В том случае, если рядом имеются и другие здания, соседям имеет смысл скинуться и поставить ветрогенератор, обеспечивающий электроэнергией сразу все дома. Мини-ГЭС и у нас в стране практически не используются.
Как выбрать генератор для дома
Автономное электроснабжение здания, возведенного в отдаленной местности, обычно устраивается с учетом следующих рекомендаций:
- Если здание расположено рядом с ЛЭП, но подача электроэнергии нерегулярная, целесообразно использовать бензиновый генератор. Стоят такие модели обычно не слишком дорого, но и ресурс у них несколько ограничен.
- Полностью автономное электроснабжение обычно устраивается с использованием дизельного генератора. Это очень производительное оборудование, рассчитанное на длительную эксплуатацию.
- Мощность генератора определяется путем сложения мощностей всех потребителей плюс запас 15-20%. В небольших дачных домах для обеспечения аварийной подачи электроэнергии обычно используются бензиновые модели мощностью до 2 кВт. Для жилого здания чаще выбирают дизельные генераторы мощностью в 30 кВт и более. Это оборудование способно обеспечивать загородный дом электроэнергией бесперебойно.
Особенности бензиновых и дизельных генераторов
Бензиновые автономные электростанции для дома могут быть рассчитаны на 500 или 1500 часов работы. По этому показателю дизельным моделям они значительно уступают. На рынке имеется и профессиональное оборудование этого типа, рассчитанное на 3000 моточасов. Но стоят такие генераторы достаточно дорого.
Дизельные модели надежны и имеют долгий срок службы. Единственное неудобство, возникающее при их использовании, - это необходимость прогонки на полной загруженности каждые 100 моточасов. Дело в том, что работу на холостых оборотах этот вид оборудования переносит не особенно хорошо.
Ветряные установки
В конструкцию автономных станций этого типа входят обычно такие элементы:
Как выбрать
Эффективность работы ветрогенератора зависит от двух основных факторов: скорости ветра и площади лопастей. К примеру, с 1 м 2 приемного устройства при скорости передвижения воздушных масс в 3 м/с можно получить около 6.5 Вт энергии, при 21 м/с - 2.2 кВт. Для небольшого дачного дома обычно выбирают установки мощностью не более 0.1-2 кВт. Для жилого здания понадобится оборудование не менее чем в 20 кВт, при использовании электрического котла. Автономный дом, проект которого предусматривает газовое отопление, твердотопливное или жидкотопливное, обычно электрифицируется от ветрогенератора мощностью в 5 кВт. Такого оборудования будет вполне достаточно для бесперебойной работы основных бытовых приборов - холодильника, телевизора, компьютера, стиральной машины и т. д.
Автономная газификация
Для того чтобы проживание за городом было комфортным, конечно же, нужно не только обеспечить автономный дом подачей электроэнергии. Здание обязательно следует еще и газифицировать. Если для плиты достаточно купить баллон и заправлять его каждые 3 месяца, то для обустройства системы отопления придется приобретать гораздо более сложное оборудование.
Называются большие резервуары, с использованием которых обустраивается автономное газовое отопление дома, газгольдерами. Заправляются они обычно смесью пропана с бутаном и рассчитаны на давление до 1.6 МПа. Размеры такие емкости могут иметь разные - от 2700 до 20 000 м 3 . Для частного дома площадью в 200 м 3 вполне достаточным будет использование газгольдера минимального объема.
Оформление подключения
Самостоятельно это оборудование устанавливать нельзя. Нужно обратиться в частную или областную газовую компанию. В первом случае стоимость работ будет несколько выше. Дело в том, что автономная газификация дома возможна только после получения разного рода разрешений. Частные фирмы обычно берут на себя заботу и о сборе всей необходимой документации. При обращении же в областную компанию ходить по инстанциям придется самостоятельно.
Под газгольдер выкапывается яма соответствующих размеров. Устанавливается резервуар на металлическое основание. К дому от него прокапывается траншея и проводится магистраль. Перед пуском оборудования в присутствии представителей Ростехнадзора выполняются испытательные мероприятия.
Отопление
Обогреваться автономный загородный дом может разными способами. Обычно монтаж системы отопления жилого здания при отсутствии централизованных инженерных систем включает в себя следующие этапы:
- Установку котла. На настоящий момент выпускаются как электрические, так и газовые, а также твердотопливные и жидкотопливные разновидности данного оборудования. Первый вариант выбирают при наличии ветрогенератора достаточной мощности. К резервуару с пропаном и бутаном, соответственно, подключается газовый котел. Во всех остальных случаях используются твердотопливные или Первая разновидность экономичнее. Оборудование же, работающее на жидком топливе, удобнее в эксплуатации.
- Монтаж магистралей. В настоящее время автономное отопление дома обычно устраивается с использованием полипропиленовых, стальных или металлопластиковых труб.
- Монтаж и подключение батарей. Самой популярной разновидностью на данный момент являются биметаллические радиаторы. Также иногда используются несколько более дешевые и менее долговечные алюминиевые модели.
- Установку расширительного бачка. В зависимости от конструкции его располагают либо рядом с котлом, либо на чердаке здания.
- Монтаж циркуляционного насоса. Его ставят на байпас на обратную трубу в непосредственной близости от котла. Перед насосом размещают фильтр для очистки теплоносителя.
- Установку группы безопасности.
- Опрессовку и пуск.
Сегодня автономный дом, находящийся вдалеке от централизованных инженерных систем, чаще всего отапливается с использованием жидкотопливных котлов. Однако, поскольку этот вид оборудования достаточно затратен, газовые установки, работающие от резервуаров, а также электрические модели, функционирующие от больших ветряков, в последнее время набирают все большую популярность.
Водопровод
На настоящий момент выпускается всего два вида отопительных котлов - одноконтурные и двухконтурные. Для дома, расположенного в отдаленной местности, наиболее подходящим будет второй вариант. При использовании двухконтурного котла в доме можно устроить не только отопление, но и полноценный водопровод.
Обычно доверяют специализирующейся на этом компании. Стоимость их услуг зависит от глубины залегания на участке подземных вод. Для экономии стоит предварительно заказать проведение на территории геодезических изысканий. К дому водопроводная труба подводится по траншее глубиной не выше уровня промерзания грунта. Внутренняя разводка выполняется согласно проекту с подключением магистрали под горячую воду к котлу.
Автономная система отвода сточных вод
Если ЛЭП и даже газовые магистрали имеются практически в любом поселке, то о канализации большинство жителей отдаленных населенных пунктов и не мечтает. С необходимостью устройства такой системы, как автономная канализация в частном доме, сталкиваются практически все владельцы загородной недвижимости. Сборка ее производится так:
- Монтируется центральный стояк. В одноэтажном доме его установка не обязательна, но желательна.
- На расстоянии не менее 5 и не более 15 метров от дома выкапывается яма и устанавливается септик.
- От него к зданию прокапывается магистраль ниже уровня промерзания почвы. Траншея должна иметь наклон не менее 3 см на погонный метр.
- Чаще всего автономная канализация в частном доме собирается с использованием полиэтиленовых, полипропиленовых или металлопластиковых труб. Перед их укладкой дно траншеи прокладывают щебнем. Засыпают трубы сначала песком, а затем землей. Колена канализационной системы допускается устраивать только под тупым углом.
- Разводка внутри дома производится с соблюдением нормативов СНИП. Не стоит располагать туалет над кухней или жилыми помещениями. Расстояние между сантехническими приборами не должно быть меньше чем в 25 см. Унитаз располагают в непосредственной близости от стояка. Чем дальше он будет установлен, тем большая существует вероятность засоров. Стиральные и посудомоечные машины подключаются к лежаку посредством гибких труб. Под ванной и раковиной обязательно устанавливаются сифоны.
Готовый автономный дом: цена
Сегодня при желании можно не только заказать проект оборудованного всеми необходимыми коммуникациями здания. Некоторые строительные компании продают и уже полностью готовые загородные автономные дома. Чаще всего это сборные брусчатые или модульные каркасно-щитовые конструкции. Стоят такие дома довольно-таки дорого. В зависимости от использованных видов оборудования и размеров самого здания цена может варьироваться в пределах 1-3 млн рублей и выше.
Энергонезависимый дом, он же живой дом как его иногда называют, характеризуется тем, что не нуждается в подведении энергии извне. Такой дом полностью независим от электросетей, канализации, газовых магистралей и других коммуникаций. Автономный дом, своего рода.
Разумеется избушка бабы-яги тоже может считаться в некоторой степени энергонезависимым домом, как и зимовье в сибирской тайге, но сейчас мы говорим о современном доме со всеми удобствами, который несмотря на отрыв от централизованного снабжения водой, электричеством или газом, может обеспечить все необходимые блага цивилизации.
Автономный дом начинается с… канализации.
Не секрет что при покупке дома, отсутствие канализации существенно снижает стоимость участка и строения на нем. Это неудивительно - человек производит огромное количество отходов, и если сброс отработанной воды с ванной ил кухни это еще пол беды, то туалет по типу «будка с дыркой в полу» мало кому придется по душе.Прокладка канализации очень дорогое удовольствие, и делает вас зависимым от состояния городской сети. Это конечно же не очень удобно, и если с ценой еще можно смириться, то зависеть от того сколько бюджета направленного на поддержку систем «попилят» ответственные лица, нет никакого желания. Если в канализационной системе случились какие-то поломки, то цела улица может погрузиться по колено в нечистоты, ожидая пока сотрудники ЖЭКа решат проблему.
Решить проблему с канализацией поможет система септика - несколько колодцев отстойников, на выходе из которых получим чистую воду, которая благополучно уйдет в землю. Сооружение септика не представляет существенных сложностей и не требует особых расходов, но позволяет построить дом с удобствами в любой глуши, и это действительно будет автономный дом.
Энергонезависимый дом не должен зависеть от энергии.
Здесь конечно вопрос пойдет об одном и важнейших аспектов - электроэнергии. Эксперименты в этом направлении идут уже давно, и сейчас можно найти как целые комплексы для обеспечения своего дома электричеством, так и специалистов которые вам в этом помогут. Солнечные батареи на крыше, ветряной генератор на участке, правильный выбор бытовой техники, и ваш энергонезависимый дом и в самом деле перестанет нуждаться в подаче электричества из городской сети. Стало быть вы можете существенно сэкономить на счетах за электричество, которые постоянно растут.
Главное в этом деле - правильно подобрать солнечные панели и место где они будут располагаться, найти нужное место для ветряка и выбрать подходящую модель - ветровые турбины бывают горизонтальными или вертикальными а внутри этих двух типов делятся на большое количество разновидностей. Выбор нужной модели, зависит от конкретных условий.
Следующее что нужно будет сделать, это посчитав мощность ваших источников электричества, определиться с потребителями. Решить что можно, а что нельзя использовать в вашем дома. Например электрокотел для обогрева будет не лучшим вариантом - такого проглота в плане потребления электричества прокормить будет трудно, как и мощные электроплиты.
Живой дом - отопление и приготовление пищи
Как уже говорилось выше, электрокотлы или электрические плиты, для живого дома слишком затратны. Солнечные батареи могут не справиться с такой нагрузкой, так что для отопления лучше установить газовый котел а для приготовления пищи газовую плиту.
Идеальным вариантом отопления был бы геотермальный контур с тепловым насосом, но устройство геотермального источника тепла очень затратно и трудоемко, хотя в этом случае живой дом обзавелся бы отличным климат-контролем. Летом в нем было бы прохладно, а зимой тепло.
Для приготовления пищи подойдет привозной газ - заменить раз в месяц газовый баллон не трудно. Некоторые экспериментаторы используют в бытовых нуждах водород - собрать электролизер и получить горючий газ из воды не трудно, но водород все же очень взрывоопасен. Лучше не искушать судьбу и не проводить таких экспериментов. Лучше проектировать ваш живой дом так, чтобы минимизировать потери тепла, и устроить в нем хорошую теплоизоляцию.
Водопровод и связь
Для обеспечения дома водой, на участке нужно будет устроить колодец или скважину. Колодец можно выкопать даже самому, но скважина все же лучше. Вода на большей глубине как правило чище, скважина занимает меньше места. Однако устройство скважины обойдется дороже. Нужно будет найти компанию которая занимается бурением, организовать пути для проезда техники, но в дальнейшем все окупится.Чтобы получить напор воды, нужно устроить водонапорную башню. Отдельная постройка не нужна, достаточно установить на чердаке дома пластиковый или металлический контейнер для воды, объемом в пару-тройку сотен литров. Вывести в такой контейнер шланг от электронасоса из скважины, и периодически наполнять по мере надобности. Поплавковый датчик, который будет включать и выключать насос, позволит полностью автоматизировать процесс. После этого можно будет устроить обычную разводку труб.
Для обеспечения горячего водоснабжения энергонезависимого дома, покупать бойлер не стоит - он постоянно потребляет довольно много энергии. Хранить горячую воду постоянно, о большому счету смысла нет. Достаточно установить кран со встроенным водонагревателем, и в любое время вы сможете получать воду нужной температуры. Вода в таком кране нагревается непосредственно после поступления, и стоит он гораздо дешевле бойлера. Электричество тоже расходует экономнее, и конечно же намного проще устанавливается.
Проблем с телефоном быть не должно - у всех сейчас мобильные телефоны. Когда я пользовался домашним телефоном, уже и вспомнить не могу. Разве что если вы живете в глуши, надо будет установить усилитель сотового сигнала. Эта штука довольно дорогостоящаяя, но ее можно сделать самому, да и то сейчас осталось не так много мест, где отсутствует толковая связь. С интернетом все примерно точно так же.
Выгоды автономного дома:
- Полная независимость от коммуникаций
- Существенная экономия на электричестве, воде и отоплении
- Уверенность в том, что чтобы ни случилось, у тебя завтра будет вода, тепло и свет
Недостатки живой дом тоже имеет:
- Дороговизна на начальном этапе - построить экодом значительно дороже, чем обычный, пусть потом все затраты и окупятся
- Необходимость в обслуживании. Ваш дом никто кроме вас не будет обслуживать - придется чистить солнечные панели от пыли и снега, следить за тем чтобы вовремя откачивался септик, в общем прилагать усилия а не надеяться на управляющую компанию.
- Невозможность использовать некоторые привычные электроприборы, скажем электропечи или камины, тепловые котлы, водонагревательные бойлеры, мощные пылесосы или чайники. Возможные перебои с электроэнергией во время штиля или при отсутствии солнца.
Мнение о том, что без подвода внешних коммуникаций (газа, электричества, канализации, водопровода, отопления) невозможно строительство комфортного дома со всеми удобствами, безнадежно устарело. Современные технологии строительства, рациональное применение альтернативных видов энергии позволяют построить полностью автономный дом на любом участке в любом регионе вдали от всех магистральных коммуникаций. Область применения строительства автономного дома широка: жилищное строительство (дачи, коттеджи, усадьбы, частные дома); фермерское и животноводческое хозяйства; добывающие и перерабатывающие предприятия вдали от «благ цивилизации»; освоение новых территорий и строительство на островах; дальние армейские гарнизоны и научные станции. Автономный дом — это единая органическая со своими обитателями экосистема, которая максимально эффективно аккумулирует и использует возобновляемые виды энергии. Такой дом абсолютно экологически эффективен и безопасен. Строительство автономного дома обходится дороже обычного, но в дальнейшем огромная экономия достигается за счет того, что потребитель не платит за свои удобства. Кроме того, надо учитывать и транспортные расходы на завоз топлива в дальние районы для обычных домов, расходы на подвод коммуникаций и их дальнейшую эксплуатацию, во время строительства автономного дома можно организовать производство некоторых строй- и теплоизоляционных материалов на месте.
Проектирование и строительство
В зависимости от географического положения, климатических условий, ландшафта и его возможностей грамотное проектирование автономного дома является основным звеном. Применяются и комбинируются технологии, используемые при строительстве «пассивных», энергосберегающих, «солнечных» домов. Широкий спектр применения традиционных материалов (дерево, кирпич, камень) в комбинации с теплоизоляционными дает возможность вести строительство оригинальных по дизайну комфортных автономных домов. В различных климатических зонах их внешний вид будет различен, но главный принцип полной автономности жизнеобеспечения сохраняется. Автономный дом обменивается тепловой энергией с внешней средой тремя способами: через ограждающие конструкции (крыша, стены, фундамент), через светопрозрачные, светоулавливающие ограждения и за счет воздухообменной системы. Для южных мест актуален приток теплой энергии и акцент делается на дополнительное охлаждение (строятся в основном дома типа вилл или бунгало), в северных широтах, наоборот, тепловая энергия аккумулируется и сохраняется (автономный дом имеет компактный и строгий вид). Для нормального функционирования автономного дома требуется относительно большой участок земли вокруг него. Участок будет задействован не только для получения энергии, на нем можно устроить теплицу, оранжерею, зимний сад и даже небольшую мини-ферму. Органические отходы автономного дома перерабатываются в различные компосты, которые можно использовать в нашем хозяйстве. Минимум усилий для регулирования процессов кондиционирования и теплоснабжения (в идеале простое переключение зима-лето) обеспечит комфорт потребителю круглый год. Идея «автономного дома» заключается в эффективном комбинированном использовании возобновляемой энергии солнца, ветра, земли, воды.
1 — ветрогенератор; 2 — солнечные коллекторы или батареи; 3 — тепловой насос; 4 — аккумулятор тепла; 5 — аккумулятор энергии; 6 — утилизатор стоков; 7 — бак горячей воды; 8 — коллектор тепла земли; 9 — «теплые полы»
Автономный дом расположен так, что талые снеговые и дождевые воды стекаются в специальный бассейн, где проходят тщательную очистку и фильтрацию. Бассейн сам может накапливать снег, который растапливается обогревателями или в солнечные дни естественным путем. Основные резервуары перерабатывающего бассейна находятся под землей. Если позволяют геодезические условия, проводится бурение скважины (в отдельных случаях до 110 метров) для добывания чистой воды. Также можно использовать местные водоресурсы, в случае их отсутствия применяется солнечная опреснительная установка со специальным минерализатором и фильтром. Производительность простейшей установки составляет до 2 000 литров в сутки. В зависимости от степени очистки происходит дифференцированное использование воды для бытовых и человеческих нужд. Солнечные коллекторы обеспечивают бесперебойное горячее водоснабжение автономного дома.
Канализация и утилизация отходов
Душевые и туалеты расходуют 70 процентов бытовой воды, остальное приходиться на стирку, мойку-уборку, приготовление пищи. Поэтому в автономном доме не применяют обычную сантехнику. Специальные водосберегающие устройства устраняют бесполезные расходы воды без ухудшения потребительских стандартов. Применение безводных туалетов экономит потребление воды и значительно уменьшает объем сточных вод. В автономном доме можно строить компостирующие биотуалеты, можно использовать другие эффективные системы биологической очистки. Органические отходы и мусор утилизируются в компостирующем биореакторе.
Энергоснабжение и система отопления
Энергоснабжение автономного дома происходит путем комбинирования использования различных систем:- ветрогенераторная установка — солнечные батареи и коллекторы- тепловой насос (преобразователь энергии земли, водоема, сточных вод, термального источника и т. д.)- тепловые аккумуляторы. Основным источником энергии для обеспечения работ систем отопления, кондиционирования, водоснабжения, питания бытовой техники является ветрогенератор в относительно ветреных районах, но все чаще применяют взаимозаменяемую систему ветрогенератор + солнечная батарея. В этом случае производится электроэнергии до 8 000 кВт\ч в месяц, что эквивалентно сжиганию дизельным электрогенератором 30 000 литров топлива. Излишки электроэнергии при помощи теплового насоса используются для отопления или кондиционирования. В отсутствии ветра и солнечного света мощные накопительные аккумуляторы достаточно времени обеспечивают электроэнергией весь дом. Тепловой насос и солнечные коллекторы обеспечивают бесперебойное горячее водоснабжение автономного дома, а также в случае необходимости они выполняют роль дополнительных генераторов тепла. Все узлы системы энергоснабжения работают в автономном и комбинирующем режимах и прекрасно взаимозаменяют друг друга. Совместная работа узлов обеспечит бесперебойно электричеством и теплом дом в любой сезон и любое время суток. Автоматизированная система управления осуществляет контроль и управление энергосистемой, вентиляцией и инженерной системой.
Вентиляция
Приточно-вытяжная вентиляция со специальным воздухо- теплообменником (рекуператор) обеспечит равномерно теплый или прохладный микроклимат во всех помещениях автономного дома. Управляемая вентиляция позволит избежать возникновения сырости (эффект сырых углов) или горячего воздуха (в помещениях непосредственно под кровлей в жаркую погоду). Система воздухообмена проста и использует энергию земли. Отработанный теплый воздух выталкивается на улицу, а свежий фильтрованный воздух поступает в дом. В теплообменнике происходит процесс нагрева нового воздуха теплом отработанного, поэтому энергопотери минимальны, не требуется вновь нагревать в помещениях воздух, как в обычных домах после проветривания. АСУ следит за температурой и воздушными потоками в автономном доме, при необходимости можно ионизировать или ароматизировать его. Все это создает приятный и удобный микроклимат.
Затраты на различные установки получения возобновляемой энергии кажутся большими. Экономические расчеты и практика показывают, что в течении 3-5 лет эксплуатации автономного дома затраты полностью окупаются. Вам не нужно платить за отопление и электричество, вы обретаете свободу выбора места проживания. Строительство автономных домов в регионах с неразвитой энергосистемой вдали от магистральных коммуникаций эффективное решение целого ряда проблем. Система «автономный дом» экологически безопасна, сохраняет и не разрушает местный ландшафт, не вредит окружающей среде, продукты биологической обработки можно использовать в подсобном или сельском хозяйстве. Строительство таких домов поможет не только в освоении новых территорий, сохранению их ресурсов, но это также эффективное капиталовложение в жилищном строительстве.
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 пища, 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 сводится к тому, что текущая вода вращает лопасти турбины, за счет чего в 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.
О строительстве автономного дома порой задумываются многие. Хочется пожить вдали от остальных людей, на природе, послушать пение птиц и жужжание насекомых, а не шум городских улиц. Для людей, живущих в отдаленных сельских районах, где не еще подведены коммуникации, автономный дом может оказаться просто необходимостью. Только вот реально построить такой дом дорого и совсем непросто, тем более в холодном климате России. Однако сделать автономный дом при грамотном подходе, с использованием имеющихся на настоящий момент технологий и с учетом российских реалий все же возможно. Итак, что такое автономный дом?
Автономный дом — это дом, который не зависит от инфраструктуры, внешних электрических и газовых сетей, систем водоснабжения и канализации и т.п. Несомненными плюсами автономного дома являются снижение стоимости обслуживания и снижение степени влияния на окружающую среду, что соответствует .
Минимальное энергопотребление
В первую очередь, чтобы построить автономный дом, необходимо до минимума свести энергопотребление.
Потребление электричества можно снизить за счет:
- использования приборов с классом энергетической эффективности A+, A++;
- (хотя надо знать, что LED освещение имеет );
- использования ;
- систем отопления с насосами A+;
- септика со сверхнизким потреблением электричества и/или ;
- системы вентиляции с рекуперацией тепла.
Концепция пассивного была предложена в Германии еще в 1988 году. В соответствии с ней показателем энергоэффективности дома являются потери тепловой энергии в киловатт-часах на метр квадратный в год (кВт ч/м²). По стандарту дом считается пассивным, если его тепловые потери ниже 40 кВт ч/м² в год, в европейских странах этот показатель ограничивается 15 кВт ч/м² в год. В среднем тепловые потери обычного кирпичного дома составляют 250-350 кВт ч/м² в год. Пассивный дом должен быть очень качественно утеплен. Должна быть предусмотрена эффективная теплоизоляция стен, полов, потолков, чердака, подвала и фундамента. Стены не должны «дышать», для создания хорошей атмосферы в доме должна работать принудительная вентиляция. Система вентиляции в пассивном доме должна предусматриваться с рекуперацией, однако в российских условиях зачастую из-за конденсирования влаги эта система требует слишком много энергии. Поэтому надо выбирать энергоэффективное оборудование для этих целей.
В соответствии с принципами пассивного дома окна должны выходить на южную сторону и изготавливаются очень большими. Требование о большом размере окон не очень подходит для российских климатических условий. Зимой через большие окна в холодном климате больше теряется тепла, чем приходит. При проектировании дома надо найти баланс между максимальным использованием дневной света и минимальной потерей тепла через стекла. О домах с большими окнами я также уже писала . Можно, конечно, использовать тепловые ставни, но для их работы требуются дополнительные расходы энергии.
Таким образом, не все принципы пассивного дома рационально использовать при постройке автономного дома в России.
В наших условиях обоснованно строить дом
- со сверхутепленным герметичным контуром;
- минимумом северных окон, которые лучше применять обычного размера, но качественные, ;
- в северной части дома рационально располагать технические помещения;
- в системе вентиляции должна предусматриваться рекуперация тепла.
Отопление и ГВС
Обычно энергия в доме нужна для отопления и охлаждения помещений, горячего водоснабжения, приготовления пищи и охлаждения пищи (кухонная плита и холодильник), освещения, стирки белья и различных других бытовых целей. В случае, когда вся энергия в доме получается за счет электричества, в умеренных или холодных климатических условиях более 60% энергии используется только для отопления помещений и горячего водоснабжения.
Источники нагрева
В России не так уж и мало солнца. В качестве источников тепла для обеспечения дома подачей горячей водой и отопления вполне можно использовать водяные тепловые коллекторы, о них я писала в . Запасать тепло можно в сезонном теплоаккумуляторном баке большого объема.
Можно использовать обычные дровяные печи (поскольку деревья можно выращивать на своем участке, то это обеспечит автономность).
Можно использовать тепловые насосы, однако для их работы все же необходима электроэнергия.
Тип отопления
Электрическое отопление использовать нерационально, поскольку это приводит к большому расходу электроэнергии. Лучше всего использовать жидкостный теплоноситель, воду со спиртом, например. Это безопасно, не выделяется токсичных веществ, как в случае использования этиленгликоля. И вода со спиртом замерзает при более низкой температуре, чем просто вода.
Чтобы отапливать низкотемпературным теплоносителем (поскольку нагревать до высокой температуры теплоноситель в автономном доме — это лишние траты ресурсов), надо увеличивать площадь теплообмена, поэтому лучше всего использовать в этом случае теплый пол. Есть предположение о том, что теплые полы вредны для иммунной системы человека, что лучше ходить по холодному полу. Исследований на эту тему я не нашла, но теплые полы, на самом деле, не такие уж и горячие, всего 25-27°С. Летом обычные полы могут прогреваться до такой температуры.
Обеспечение электроэнергией
В качестве источника электроэнергии опять-таки можно воспользоваться солнцем. Однако в центральных регионах России все же необходимы дополнительные источники электроэнергии, например, дизель-генератор или, если электросеть все же подключена, сеть. Солнечная энергия сможет обеспечить дом электричеством примерно на 80%. Использование ветровой энергии также возможно, однако у нас не очень сильные ветра, особенно зимой, поэтому большое количество энергии от ветрогенератора получить сложно.
Для получения электроэнергии в вечернее время и ночью, когда солнце уже село, необходимо, чтобы система управления энергией дома имела возможность накапливать дневную солнечную энергию в аккумуляторах.
Тонкостей и нюансов при постройке автономного дома очень много — больше, чем при постройке обычного дома. Поскольку такой дом получается дорогостоящим, все материалы и оборудование должны быть долговечными и надежными, чтобы окупиться при дальнейшей эксплуатации.
Также рекомендую посмотреть очень интересную и полезную лекцию на тему реального автономного дома в России Игоря Глущенко.
(Просмотрели13 784 | Посмотрели сегодня 1)
Электрохромное окно на солнечных батареях
Естественное освещение зданий при помощи световых люков с GPS
