Топ-4 решения для питания дома, если выключили свет: от ИБП до генератора и ветряков

Какие резервные источники электроэнергии бывают

Сегодня для частных домов в России чаще всего используются такие варианты:

• ИБП (источники бесперебойного питания) и системы накопления электроэнергии
• Генераторы (дизельные, бензиновые или газовые)
• Солнечные батареи
• Ветряки
• Комбинированные системы

ИБП

Источники бесперебойного питания — это устройства, которые накапливают в аккумуляторах электрическую энергию, получаемую из разных источников: как из централизованной сети, так и вырабатываемую, например, солнечными панелями или ветрогенераторами. Проще говоря, это «резервный бак» для электричества, позволяющий использовать энергию тогда, когда её подача по разным причинам невозможна.

Также ИБП позволяют экономить на электричестве. Тарифы электроэнергии различаются в зависимости от времени суток, и ночью электричество стоит дешевле, чем днём. Системы с возможностью накопления энергии можно настроить таким образом, чтобы днём дом питался от заряженной батареи, а не от центральной сети в обход дорогого тарифа.

А ещё современные ИБП обладают функциями контроля входящего напряжения (отслеживают «качество» электричества) и, в случае скачков в сети, могут автоматически переключаться с внешней линии на аккумуляторы (функция автоматического ввода резерва (АВР)), что позволяет защитить электроприборы в доме.

Виды аккумуляторов

Аккумуляторы для дома бывают нескольких типов:

Свинцово-кислотные аккумуляторы наиболее распространены благодаря своей надёжности и доступной цене. Они имеют большой вес и требуют периодического обслуживания, а их срок службы обычно составляет 3-5 лет.

Количество циклов заряда для свинцово-кислотных аккумуляторов варьируется от 300 до 1500 и более в зависимости от типа батареи и глубины разряда. Для увеличения срока службы батареи необходимо избегать глубоких разрядов (более 80%), поддерживать оптимальную рабочую температуру, избегать длительного хранения в разряженном состоянии и своевременно проводить техническое обслуживание (проверять хотя бы раз в год).

Литий-ионные аккумуляторы (и их разновидности Li-ion, LiFePO4 и другие) более лёгкие и компактные, чем свинцово-кислотные аналоги. Имеют более длительный срок службы (от 5 до 10 лет) и они не требуют обслуживания. У них высокая стоимость, но экономия на обслуживании и замене может компенсировать начальные затраты.

Активное развитие электрических авто невероятными темпами способствует развитию именно этого вида батарей. Постоянно увеличивается их ёмкость и уменьшается размер.

LiFePO4 (литий-железо-фосфатные) аккумуляторы выдерживают 2000-5000 циклов зарядки-разрядки в зависимости от глубины разряда и условий эксплуатации, что значительно превышает срок службы свинцово-кислотных батарей.

Никель-кадмиевые аккумуляторы отличаются высокой надёжностью и устойчивостью к экстремальным условиям, но используются реже из-за наличия токсичных веществ и сложности утилизации.

Сколько стоят аккумуляторы

Стоимость аккумуляторов зависит от их типа.

Свинцово-кислотные (AGM, GEL) ёмкостью 100–200 А·ч (≈1—2 кВт·ч) обходятся в 10 000–25 000 рублей за один аккумулятор. Чтобы снабдить электричеством средний дом, понадобится комплект из 2-6 аккумуляторов, что по итогу будет стоить примерно 20 000–100 000 рублей.

Литий-ионные аккумуляторы (LiFePO4 и др.) ёмкостью 5–10 кВт·ч для частного дома будут стоить заметно дороже: от 100 000 до 300 000 рублей за комплект.

А никель-кадмиевые аккумуляторы, которые используются реже (в основном для экстремальных условий) обойдутся в 150 000-400 000 рублей за комплект средней ёмкости (≈5 кВт·ч).

Генераторы

Электрогенераторы — это установки различной мощности, функционирующие благодаря сжиганию горючего — бензина, дизеля или газа. Они достаточно надёжны, производят электроэнергию сравнительно быстро и не зависят от погодных условий и других внешних факторов. К тому же на рынке есть много моделей — что называется «на любой цвет и кошелёк».

Виды генераторов

Генераторы работают на разном типе топлива. Есть:

• Бензиновые генераторы
• Дизельные генераторы
• Газовые генераторы

Различаются они и по мощности.

Бензиновые генераторы чаще всего бывают небольшой мощности — до 10-12 кВт. Этой мощности достаточно для поддержания стандартного дома (Россети по умолчанию на дом дают 15 кВт).

Мощность дизельных генераторов начинается примерно от 10 кВт и доходит до очень больших значений. Например, у Россетей есть аварийные генераторы в морских контейнерах, которые они используют при авариях или работах на линиях, когда нужно запитать посёлок на сотни домов.

У газовых генераторов большой диапазон мощностей, но при их выборе стоит консультироваться с газовой службой и уделять особое внимание безопасности при проектировании подключения.

Сколько стоит генератор

Цена на генераторы зависит от производителя и мощности. Бензиновые генераторы в среднем стоят от 55 000 до 200 000 рублей. Дизельные — дороже: от 85 000 до 500 000 рублей. Стоимость газовых генераторов варьируется от 90 000 до 400 000 рублей.

Стоит учитывать и цену на монтаж — от 20 000 до 100 000 рублей и выше, в зависимости от сложности установки и дополнительных услуг.

Когда стоит устанавливать генератор

Помимо очевидного — перебоев в сети — установка генератора имеет смысл при строительстве или ремонте в качестве временной альтернативы другим источникам электроэнергии. Однако с генераторами есть два очень важных нюанса.

Во-первых, при монтаже любого из них необходимо предусмотреть место для установки. Это может быть как отдельное помещение с хорошей приточно-вытяжной вентиляцией, так и специальный кожух или контейнер, который обеспечивает защиту от осадков.

Также установка генератора подразумевает повышенный уровень шума, необходимость отвода выхлопных газов с высокой температурой (вплоть до 350С) и регулярное техническое обслуживание с заменой масла, фильтров и пр. Важно учитывать и постоянный расход топлива на уровне 1-3 литра в час вне зависимости от уровня потребления энергии в данный момент — даже если генератор работает на «холостом» ходу.

Второй нюанс заключается в том, что генератор не умеет работать автоматически. Для функционирования генератора в автоматическом режиме необходимо специальное устройство — АВР (устройство автоматического ввода резерва). Устройство АВР автоматически подключает резервную линию питания в случае скачков или отсутствия напряжения на основной линии.

Так что генератор — решение недостаточно экономичное, чтобы стать основным источником питания, но в роли временного или аварийного будет уместно.

Солнечные батареи

Многие считают, что в России слишком мало солнечного света, и поэтому установка панелей — бессмысленное занятие. Это кажется логичным на первый взгляд, но если взглянуть на данные глобального солнечного атласа, окажется, что, например, наш Забайкальский край по потенциалу выработки солнечной энергии отнюдь не намного хуже Сахары.

Вот ещё пример, чуть более наглядный за счёт цифр: в Ростове-на-Дону солнечная панель мощностью 1 кВт может вырабатывать около 1,600 кВт·ч в год, а на Кипре, с его более солнечным средиземноморским климатом, такой же модуль может генерировать примерно 1,800 кВт·ч в год. Разница между этими значениями составляет 12,5%. А это, согласитесь, совсем немного.

Так что бытовые солнечные станции в России — это в целом рабочее решение. Особенно для тех регионов, где много солнечных дней в году: Краснодарский край, Астраханская, Волгоградская и Ростовская области, Крым, Алтай и т.д. Что касается Москвы и Подмосковья — тут, конечно, эффективность будет ниже. Тем не менее, солнечной энергии и в условиях средней полосы будет хватать, чтобы снабжать дом электричеством в случае перебоев.

Виды солнечных станций 

Различают три вида солнечных электростанций: 

• Сетевые
• Автономные
• Гибридные

Сетевые подключаются к общей электросети и помогают экономить на электроэнергии, работая одновременно с ней. Автономные и гибридные системы могут работать без подключения к сети благодаря системам накопления энергии, что позволяет накапливать электричество и использовать его потом в любое время (именно по такому принципу работает солнечная станция Сергея). Сетевые решения обычно дешевле, но не могут обеспечивать резервное питание при авариях, тогда как автономные и гибридные — дороже, но обладают большей независимостью.

Любая солнечная станция состоит из солнечных панелей, проводов, соединителей, контроллеров и инверторов, которые преобразуют постоянный ток в переменный и управляют потоками электроэнергии. При этом аккумуляторы есть только у автономных и гибридных станций. На рынке представлено множество производителей, включая российских, а средний срок их службы составляет 15-25 лет.

Сколько стоят солнечные панели

Цена складывается из разных факторов, среди которых и выбранный вид солнечной станции, и вырабатываемая мощность, и количество панелей, и т.д. Обычно приглашаются инженеры, которые рассчитывают по географическому положению количество солнечных дней в году и собирают другие необходимые данные, чтобы подобрать оптимальную конфигурацию станции.

Чтобы прикинуть хотя бы примерную сумму, мы посчитали среднюю стоимость для дома 100 кв. метров в Подмосковье:

Так, среднее годовое потребление электроэнергии для такого дома может составлять примерно от 4 000 до 6 000 кВт·ч в год, в зависимости от уровня энергоэффективности дома и наличия электроприборов. Для покрытия такого потребления в условиях Подмосковья потребуется около 8–12 солнечных панелей мощностью примерно 330–390 Вт каждая. Это позволяет учесть запасы на менее солнечные дни и потери в системе.

• Панели вместе с инвертором, контроллерами и монтажом обойдутся примерно в диапазоне 150 000–250 000 рублей для такого комплекта.
• Если необходимы также аккумуляторы для накопления резервной энергии, цена существенно увеличится, в зависимости от ёмкости и типа батарей.

Когда стоит устанавливать солнечные батареи 

• Если вы живёте в регионе с большим количеством солнечных дней и высокой инсоляцией, а тарифы на электроэнергию у вас достаточно высокие, то солнечные панели позволяют ощутимо снизить счета за электричество. Особенно это актуально для южных регионов России, таких как Краснодарский край, Ростовская область, Крым.
• При регулярных проблемах с электроснабжением
• В солнечных регионах подойдут даже в качестве основного источника электричества, если нет возможности подключиться к централизованной сети

Сергей

Установил на своём участке солнечные панели

Почему решили установить панели

Мы в своё время столкнулись с проблемой постоянного отключения электричества. Сперва озаботились установкой генератора, но он очень сильно гудел, тарахтел и вонял бензином. Поэтому включали мы его только при крайней необходимости, например, чтобы приготовить еду. А вот провести целый день или ночь с работающим генератором было очень некомфортно, и приходилось сидеть без света. И вот тогда пришла идея установить автономные солнечные панели с аккумуляторами для накопления резервной энергии. Этим решением пользуемся до сих пор.

Ветрогенераторы

Россия — одна из самых больших стран по территории, и ветровой потенциал у нас очень разный. Наибольшие перспективы у ветрогенераторов:

• Север и Дальний Восток — побережья Баренцева, Белого, Охотского и Японского морей. Там ветра дуют стабильно и сильно.
• Южные степные регионы — Калмыкия, Астраханская область, Поволжье, побережье Каспийского моря.
• Открытые равнины и побережья — районы, где нет высоких лесов и горных хребтов, мешающих потоку воздуха.

В загородных домах или на дачах, где нет стабильного электроснабжения, ставят малые ветрогенераторы (не больше 100 кВт). Они могут покрыть часть бытовых нужд. Чаще всего их сочетают с солнечными панелями — так система становится более надёжной: когда солнце не светит, может дуть ветер, и наоборот.

Виды и устройство ветрогенераторов 

Существует два основных типа ветрогенераторов:

• С горизонтальной осью вращения (HAWT — Horizontal Axis Wind Turbine)
• С вертикальной осью (VAWT – Vertical Axis Wind Turbine)

Горизонтальные ветряки должны быть всегда направлены по ветру. Для этого в их конструкции предусмотрен механизм поворота. Самым большим минусом таких ветрогенераторов является высокая стартовая (от 3 м/сек) и номинальная (11-15 м/сек) скорости ветра — это делает их неэффективными для использования в континентальных районах, где средняя скорость ветра составляет 3-5 м/сек. Срок их службы — от 10 до 15 лет.

Вертикальные ветрогенераторы работают в любом направлении ветра. Из-за своей конструкции они способны вырабатывать больше энергии. В таком типе ветрогенераторов меньше вращающихся и прочих механических элементов, поэтому минимальный срок их эксплуатации на 10 лет больше, чем у горизонтальных ветряков (20-25 лет). Самым большим их плюсом является низкая стартовая ( обычно от 1-2 м/сек, а у некоторых от 0,5 м/сек) и номинальная (7-8 м/сек) скорости ветра. Это делает очень эффективным для использования в самых разных районах (в том числе и континентальных). Ещё одним важным преимуществом вертикальных ветрогенераторов над горизонтальными является то, что их можно без проблем устанавливать на плоских крышах зданий.

Сколько стоят ветряки

Стоимость малых ветрогенераторов для частных домов варьируется в зависимости от мощности, комплектации и производителя. Чтобы понять, какой именно ветрогенератор подходит именно для вас и вашей местности, необходимо взять статистические данные по скорости ветра и ее распределению в процентах от всего года.

Например, для Подмосковья в районе Каширы статистика показывает, что средняя скорость ветра за год 3,3 м/сек, средняя скорость ветра за 6 месяцев зимы 5,4 м/сек, средняя скорость ветра за 3 самых холодных месяца 5,7 м/сек, а распределение скоростей ветра таково:

• менее 1 м/сек — 11% в год 
• от 2 до 5 м/сек — 52% в года 
• более 8 м/сек — 18% в год

Ниже представили ориентировочные цены на оборудование и услуги установки:

• Мощность 500–700 Вт: от 22 000 до 43 000 рублей
• Мощность 1–1,5 кВт: от 87 000 до 132 000 рублей
• Мощность 2–3 кВт: от 100 000 до 292 000 рублей
• Мощность 4–5 кВт: от 464 000 до 715 000 рублей

Виктор

Установил на своём участке ветрогенератор

Во сколько обошлась установка ветряка

У меня установлен один ветряк с выходным напряжением 24V с максимальной мощностью 1 кВт. Ветряк стоил примерно 500 долларов на AliExpress, к нему докупил блок преобразователя on-grid, который стоил ещё порядка 250 долларов. Столб для ветряка, складной, усиленный — порядка 1000 долларов.

Так, например, комплект Виктора в пересчёте на рубли стоил бы сейчас 148 750 рублей.

Когда стоит устанавливать ветряки

Задумываться об экономической эффективности установки ветряка стоит в таких случаях:

• Ветер в вашем месторасположении должен дуть стабильно и много дней в году
• У вас высокие затраты на электроэнергию
• Вы не подключены к питающей сети или она находится далеко от вас

Большое значение имеет и место, где вы собираетесь установить ваш ветрогенератор. Его не следует размещать вблизи деревьев, домов и т.п., так как. вы не получите полной отдачи от ветряка. Сила ветра всегда больше на вершине холмов, у береговой линии, в степях, в местах, где нет деревьев и строений.

Ну и стоит учитывать, что скорость ветра в одном и том же месте может сильно различаться и, как следствие, будет и различаться количество вырабатываемой электроэнергии.

Виктор

Установил на своём участке ветрогенератор

Почему решили установить ветряк

Я живу в месте с довольно сильными ветрами, было очень обидно слушать завывания ветра и не иметь с этого какой-то выгоды. Ну и, кроме того, мне хотелось какой-то динамики на участке.

Что делать с излишками энергии

Накопление энергии для резервного питания дома — это, конечно, хорошо, и с этим мы разобрались. Но что делать, если её вырабатывается больше, чем необходимо с текущим объёмом потребления?

С 2019 года в России есть возможность продажи излишков произведённого электричества. Эта возможность регулируется Федеральным законом от 27 декабря 2019 года № 471-ФЗ.

Как продавать электроэнергию

Вот, что нужно предпринять, чтобы на законных основаниях продавать электроэнергию:

• Установите оборудование: солнечные панели, ветрогенератор или другое оборудование, соответствующее требованиям.
• Обратитесь в местную энергосбытовую компанию очно или через портал «Госуслуги» для получения технических условий на подключение.
• Установите двунаправленный счётчик, учитывающий как потребление, так и отдачу электроэнергии в сеть.
• Заключите договор купли-продажи излишков электроэнергии с энергосбытовой компанией.
• Регулярно получайте акты о произведённой и переданной в сеть электроэнергии и соответствующие выплаты.

Для чего это нужно

Учитывая то, что выработка электричества с помощью альтернативных источников будет сильно отличаться в зависимости от региона, причины тут, конечно, не только финансовые. Для многих областей России продавать излишки целесообразно с точки зрения оптимизации использования энергии:

• Продажа излишков позволяет «выгружать» в сеть излишки энергии, которые иначе пропали бы
• Это особенно актуально летом для солнечных панелей: днём и в солнечное время года вырабатывается больше, чем потребляется

Ну а для солнечных регионов от продажи излишков есть и финансовая выгода:

• Излишки, которые вы не используете сами, продаются энергосбытовой компании по «зелёному тарифу»
• Доход небольшой, но постоянный, особенно если у вас солнечные панели или ветряк на юге России или в ветреных регионах
• Это помогает частично компенсировать расходы на оборудование и обслуживание
• Даже если экономия на потреблении электроэнергии невелика, продажа излишков уменьшает общий срок окупаемости установки

Заключение

В общем, друзья, резервные источники электроэнергии — штука крайне важная. Такие системы защищают жильё от перебоев, обеспечивают работу важных устройств и позволяют не зависеть от непредсказуемых отключений электроснабжения.

Особенно радует, что сегодня доступно множество решений: от генераторов до современных аккумуляторных и солнечных систем, которые можно подобрать для любых потребностей и бюджета. Главное в этом деле — правильно оценить свои задачи.

Ну а дальше — дело за малым: обратиться к надёжным специалистам, которые помогут обустроить именно ту систему, которая вам необходима!