Способы энергообеспечения своего дома

Владение домом в сельской местности, на значительном удалении от промышленных центров, привлекательно с позиции тишины, чистого воздуха в окружении естественной природы. Однако бывают ситуации, когда бытовые приборы в таком доме отказываются работать по причине более низкого или чрезмерно высокого напряжения в электросети, чем номинальное (220 В) — причём перепады могут превышать 10%, установленные ГОСТ 13109–97.

Проблема с недостатком напряжения кроется в значительной протяжённости проводных коммуникаций, по которым к домам поступает электрический ток — чем дальше от ТП (трансформаторной подстанции) находится коттедж, тем больше падает напряжение из-за сопротивления проводов. В течение суток напряжение в сельской местности изменяется по отношению к номинальному по причине недостаточной мощности ТП и электросетей — оно ниже днём, т. к. в это время больше всего потребителей электроэнергии, ночью же резко растёт, поскольку в это время потребление минимально.

Скачки напряжения могут стать причиной выхода из строя бытовой техники — говоря проще, она сгорает. Современные бытовые приборы, в особенности европейского производства, рассчитаны на 10% перепады напряжения в электросети, но не более того, а в сельской местности вполне возможны 20–30% скачки.

Компенсировать перепады в электросети можно с помощью стабилизаторов, но в случае критического падения напряжения (более 45%) даже лучшие из них не помогут. Требуются приборы, способные обеспечить электропитание для бытовой техники при отсутствии электроэнергии от центральных сетей. Их выбор определяется целями, с которыми будет использовано оборудовани — резервное электроснабжение, дополнительное или основное.

Оборудование для резервного снабжения электроэнергией активируется автоматически или вручную его владельцем при прекращении подачи электропитания из центральной сети или при критическом падении в ней напряжения — оно способно поддерживать работу бытовой техники в течение ограниченного времени, до тех пор, пока подача энергии не возобновится.

Дополнительное (смешанное) электроснабжение необходимо в тех случаях, когда существующего напряжения в сети недостаточно, а домочадцы намерены пользоваться энергоёмкой бытовой техникой.

В случае, если коттедж невозможно подключить к центральным сетям, а также при постоянно низком качестве энергоснабжения, необходимо оборудование для автономного энергообеспечения, выступающее в роли основного поставщика электроэнергии.

Чтобы упростить задачу, возлагаемую на оборудование резервного и дополнительного электроснабжения, будет удобно разделить бытовую технику в доме на три группы:

1. В первой будут электроприборы, бесперебойная работа которых не требуется и можно обойтись основным источником электроснабжения. К ним относятся системы отопления «тёплый пол» или настенные ИК-панели, электросауны, группы светильников, предназначенные для различных сценариев освещения и т.п.
2. Во вторую группу включаются бытовые приборы, обеспечивающие комфортные условия проживания для домочадцев — основное освещение, кондиционеры, кухонные приборы, телевизоры, аудиотехника. Бытовой технике из этой группы необходимо резервное электропитание.
3. Электроприборы, зачисленные в третью группу, относятся к жизненно важным — аварийное освещение, системы охранной и пожарной сигнализации, электронные замки, отопительные котлы, управляемые автоматикой, скважинные насосы и т. п. Полноценная работа техники из третьей группы возможно только при бесперебойном электропитании, обеспечиваемом дополнительными или резервными источниками в обязательном порядке.

Группирование бытовых потребителей электроэнергии позволит правильно подобрать мощность оборудования, вырабатывающего электричество, оценить действительные потребности и не переплатить за излишне мощную, или приобрести явно слабую модель.

Любое оборудование для автономного электроснабжения не способно производить электричество из ничего — ему требуются исходные ресурсы, которые подразделяются на возобновляемые и невозобновляемые. Исследуем типы приборов, генерирующих электроэнергию, в зависимости от потребляемых ресурсов.

Невозобновляемые источники энергии

Автономное энергообеспечение дома при помощи оборудования, потребляющего нефтепродукты или природный газ и вырабатывающего электричество, пользуется наибольшей популярностью среди владельцев загородной недвижимости по причине широкой известности. Однако популярны лишь генераторы на бензиновом или дизельном топливе, об остальных известно меньше.

Бензиновые электрогенераторы. Небольшие размеры и вес, стоят дешевле, чем дизельные. Но они не способны снабжать электроэнергией бесперебойно — их продолжительность работы не более 6 часов подряд (моторесурс около 4 месяцев), т. е. бензиновые генераторы предназначены для периодической работы и подходят в тех случаях, когда подача электроэнергии от основного поставщика прекращается на срок около 2–5 часов и лишь время от времени. Такие генераторы подойдут только в качестве резервного источника электроэнергии.

Дизельные генераторы. Массивны, габаритны и недёшевы, однако их мощность и рабочий ресурс значительно выше, чем у бензиновых моделей. Несмотря на значительную стоимость, в эксплуатации дизель-генераторы более выгодны, чем бензиновые — дешёвое дизельное топливо и бесперебойная работа свыше 2-х лет, т. е. данный электрогенератор способен работать сутки и месяцы напролёт, при условии своевременной дозаправки топливом. Генераторы на дизельном топливе подходят в качестве резервного, дополнительного и основного поставщика электроэнергии.

Газовые электрогенераторы. Их вес, размеры и стоимость близки к бензиновым установкам одинаковой мощности. Они работают на пропане, бутане и природном газе, но более производительны на первых двух типах газообразного топлива. Несмотря на схожий с бензиновыми генераторами срок непрерывной работы — не более 6 часов, газовые генераторы электроэнергии имеют больший моторесурс, составляющий в среднем около года. В качестве основного источника электроэнергии газовые генераторы подходят с большой оговоркой, но для резервного поставщика электротока — вполне.

Когенераторы или мини-ТЭЦ. Если сравнить их с описанными выше электрогенераторами, обладают двумя значительными преимуществами: способны производить не только электрическую, но и тепловую энергию; обладают продолжительным рабочим ресурсом при бесперебойном использовании, составляющем в среднем 4 года. В зависимости от модели, когенераторы работают на дизельном, газообразном и твёрдом топливе. Имея значительные габариты, массу и стоимость, мини-ТЭЦ не подойдут для энергообеспечения одного дома за городом, поскольку их электрическая мощность начинается от 70 кВт — благодаря одной такой установке можно полностью решить вопрос круглогодичного обеспечения электроэнергией и теплом посёлка из нескольких домов.

Источники бесперебойного питания на аккумуляторах. По большому счёту, они не относятся к генераторным установкам, т. к. не способны самостоятельно вырабатывать электроэнергию, лишь накапливать и отдавать её потребителю. Энергоёмкость ИБП определяется ёмкостью и количеством аккумуляторных батарей в комплексе, в зависимости от этого и количества потребителей электроэнергии срок автономной работы ИБП может составить от нескольких часов до нескольких суток. Срок службы одного комплекта ИБП — в среднем 6–8 лет.

В отношении генераторных установок нужно уточнить один момент — приведённый срок ресурса не означает, что после его выработки электрогенератор придётся утилизировать и покупать новый, необходимо лишь произвести капитальный ремонт и, несмотря на некоторую потерю мощности, его работоспособность восстановится. Также следует соблюдать правила ухода и эксплуатации генератора.

Возобновляемые источники энергии

В природной среде нашей планеты присутствуют постоянно или возникают периодически источники энергии, производство которой не связано с деятельностью человека — ветер, течение воды в реках, излучение солнца.

Ветрогенераторы. Способны преобразовывать энергию ветра в электричество, однако при довольно высокой стоимости КПД ветровых генераторов не превышает 30%. Срок службы ветрогенераторов — около 20 лет, непрерывность в выработке электроэнергии зависит от интенсивности ветра. Рассматривать данные установки в качестве полноценного источника электроснабжения можно лишь при условии их комплектации ИБП, а также резервным электрогенератором (бензиновым, дизельным) на случай безветрия.

Солнечные панели. Они поглощают энергию солнца и преобразуют её в электрическую. И если ветра дуют с непостоянной скоростью, то солнечные лучи освещают Землю в течение каждого светового дня. КПД солнечных панелей составляет около 20%, срок службы — 20 лет. Как и в случае ветрогенераторов, гелиоустановки необходимо комплектовать ИБП. Потребность в резервном генераторе зависит от интенсивности солнечного излучения в данной местности — в районах с достаточным числом солнечных дней дополнительный генератор не понадобится и их можно использовать как основной источник электроэнергии.

Мини-ГЭС. Энергия воды, по сравнению с ветровой и солнечной, значительно стабильнее — если первые два источника непостоянны (ночь, безветрие), то вода в ручьях и реках течёт в любое время года. Стоимость оборудования для мини-ГЭС выше, чем у ветрогенераторов и солнечных панелей, по причине более сложной конструкции, ведь водяной электрогенератор работает в агрессивных условиях. КПД мини-ГЭС составляет порядка 40–50%, срок службы — свыше 50 лет. Мини-ГЭС способна бесперебойно обеспечивать электроэнергией сразу несколько домов в течение полного года.

Ознакомившись с рекомендацией о разделении бытовой техники на группы по степени важности, остаётся лишь выяснить, как именно подобрать мощность электрогенератора под технику из одной или нескольких групп. Простейший способ — суммировать паспортную мощность бытовых приборов, к примеру: микроволновка — 0,9 кВт; миксер — 0,4 кВт; электрочайник — 2 кВт; стиральная машина — 2,2 кВт; энергосберегающая лампа — в среднем 0,02 кВт; телевизор — 0,15 кВт; спутниковая антенна — 0,03 кВт и т. д. Если сложить мощности перечисленных бытовых приборов, то получим энергопотребление 5,7 кВт/ч — означает ли это, что потребуется электрогенератор мощностью не менее 7,5 кВт (с 30% запасом мощности)? Вовсе нет, ведь данная техника не работает постоянно, т. е. следует также учесть её примерное время работы, к примеру: стиральная машина — 3 часа в неделю; электрический чайник — 10 минут на каждое кипячение воды; микроволновая печь — 10 минут на разогрев одной порции пищи; миксер — 10 минут; энергосберегающая лампа — около 5 часов в сутки и т. д. Получается, что для обеспечения электроэнергией бытовых приборов, описанных в качестве примера, достаточно генератора мощностью около 3 кВт, необходимо лишь не включать технику одновременно, распределить возникающую на генератор нагрузку по времени.

Выбор того или иного типа электрогенератора, в особенности работающего от возобновляемых источников энергии, в первую очередь зависит от доступности исходных топливных ресурсов. К примеру, для газового генератора требуется стабильная поставка сжиженного природного газа, т. е. требуются баллоны или цистерна газгольдера, а для эффективного энергоснабжения при помощи солнечных панелей — достаточное число солнечных дней в году.

Видео по теме

Источник: youtube.com/Видео от компании МикроАРТ

Источник: youtube.com/Инженерный Профиль

рмнт.ру

01.07.13

Почитайте еще:

generator.uef.ru

Особенности энергообеспечения системы «Умный дом» Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

УДК 621.313

ОСОБЕННОСТИ ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЯ СИСТЕМЫ «УМНЫЙ ДОМ»

В.Ю. Карницкий, С.В. Ершов, А.Ю. Рюмов

Статья посвящена вопросам энергообеспечения системы, получившей в последнее время широкое распространение, такое как «умный дом» Приводится понятие системы «умный дом» выполнен анализ нагрузок, формируемых потребителями «умного дома» рассмотрено оборудование для реализации системы управления энергообеспечение «умного дома» приводится анализ возможных схемных решений для энергообеспечения «умного дома».

Ключевые слова: энергообеспечение, система «умный дом» потребители электроэнергии, энергосбережение.

В последнее время наблюдается устойчивая тенденция увеличения сложность оборудования, которое устанавливается в многокомнатной квартире, и тем более в частном загородном доме. Применяемое электрооборудование имеет значительную мощность, что приводит к росту уровня энергопотребления. Если для квартиры в многоэтажном доме сложно добиться полной автономии энергоснабжения, то загородный коттедж вполне может иметь полностью замкнутую и автономную систему энергообеспечения. Такая система, как правило, содержит множество составных компонентов и достаточно сложна. И, зачастую, становится очень сложно контролировать визуально функционирование таких систем жизнеобеспечения, как: уровень топлива в котле, наличие протечек в системе отопления, работа вентиляции. При такой сложности системы и ее многозадачности, очень легко упустить из виду недостатки работы какого-либо из участков системы энергообеспечения, который напрямую влияет на степень автономности и безопасности дома. Поэтому для повышения надежности работы энергообеспечения дома требуется система, которая может взять управление параметрами на себя.

Такая система автоматизированного контроля и управления параметрами жизнеобеспечения жилых помещений получила название «Умный дом».

Поэтому, в свою очередь и система мониторинга и управления параметрами энергообеспечения дома так же должна представлять собой структуру, построенную на базе высокотехнологичного оборудования. Основное предназначение системы контроля и управления энергообеспечением «Умного дома» — это автоматизация операций по управлению различными инженерными системами в доме.

Отсюда вытекает основное требование к системе энергообеспечения «умного дома»: обеспечение комфорта, безопасности, ресурсосбережения и выполнения рутинных операций по управлению параметрами энергетического и электромеханического оборудования жилого дома.

134

При этом режимы работы остальных элементов (таких как работа приборов охранной сигнализации, система видеоконтроля, передачи информации по каналам связи и т.д.), так или иначе, зависят от работы системы энергообеспечения.

Таким образом, для надежного функционирования должен быть реализован комплексный подход в работе системы управления домом.

При таком подходе в систему «Умный дом» должны быть интегрированы такие элементы как:

— система управления и связи;

— система отопления, вентиляции и кондиционирования;

— система освещения;

— система электропитания здания;

— система безопасности и мониторинга.

Контроль над работой всех систем может быть осуществлен дистанционно — при помощи мобильного телефона, планшета или через Интернет (рис.1).

Мониторинг на платформах ИОС и Андройд

Интеллектуальная система автоматизированного контроля и управления энергообеспечением

« ST J

Параметры микроклимата

Рис. 1. Управление параметрами энергетического и электротехнического оборудования при помощи устройств

на базе IOS или Android

Дистанционно система управления энергопотреблением «умного дома» может выполнять такие функции как:

— управление интенсивностью освещенности любого помещения;

— управление электротехническим оборудованием микроклимата в помещении;

— управление таймерами закрытия форточки через определённый промежуток времени, чтобы не замёрзнуть под утро;

— управление входным коммутационным оборудованием;

— управление параметрами охраны и видеонаблюдения.

135

То же самое можно сделать посредством специального пульта управления — кнопочного или сенсорного.

Можно сказать, что система управления параметрами энергообеспечения «Умного дома» должна базироваться на трёх основных принципах:

— обеспечение комфорта;

— обеспечение безопасности;

— обеспечение энергоэффективности.

В основе работы системы контроля и управления параметрами энергопотребления «Умного дома» лежит интеллектуальная программа, причём её работа адаптируется под конкретные условия и пожелания владельца. Для наглядности вся информация о её работе может выводиться на сенсорный дисплей, расположенный, например, на стене. Надежная и корректная работа системы управления энергообеспечения напрямую зависит от интуитивно понятного интерфейса, точности в наименовании команд и поясняющих изображений.

Также для надежного функционирования системы энергообеспечения необходимо правильно определить энергетические нагрузки. Поэтому выполним анализ основных потребителей энергии в «умном доме».

Прежде все это конечно система освещения. Поскольку «умный дом» подразумевает использование современных технологий, поэтому речь об обычных лампах накаливания, как правило, не идет. Здесь применяется светодиодное либо энергосберегающее люминесцентное освещение. Расход электрической на освещение 1 м площади дома при использовании светодиодного освещения составляет 3…4 Вт. При общей площади жилых помещений дома 200…300 м соответствующая установленная мощность будет составлять 0,6…1,2 кВт.

Следующий вид нагрузки — это нагрузка от бытовых приборов. Учитывая что «Умный дом» предназначается для обеспечения максимального комфорта его жильцов, общее количество единиц бытовой техники в нем значительно больше, чем в обычном доме. Перечислять всю бытовую технику в рамках данной статьи не имеет смысла — она многочисленна, начиная от электрических плит мощностью 3…7 кВт, посудомоечных машин с подогревом до установок аудио и видео от 0,08 до 1,5 кВт или электрокаминов 1,5…2 кВт.

В ванной комнате основная нагрузка — это, как правило, джакузи с гидромассажем и подогревом и душевая кабина с подогревом. Соответственно — 2,5…3,5 кВт каждая.

В современном доме обычно стиральную машину устанавливают не в ванной комнате, а отдельно в прачечной или в подвальном помещении. Установленная мощность стиральной машины от 1,5 до 3,5 кВт.

136

Далее значительная часть нагрузки — это инженерное электромеханическое оборудование. Электрическую нагрузку системы водоснабжения составляют погружные или центробежные насосы мощностью от 0,5 до 4,5 кВт. Нагрев воды, как правило, в целях экономии стараются делать от газового котла. Но если с газификацией участка возникают сложности, то приходится применять электрические водонагреватели от 2 кВт — аккумуляционные, и 10 кВт — проточные.

В системе отопления, вентиляции и кондиционирования можно выделить набирающие популярность теплые полы от 50 Вт на м . Циркуляционные насосы — 0,5 кВт, тепловентиляторы — 0,3… 1,5 кВт, кондиционеры

‘у

— 0,1 кВт на м , электрокалориферы — 0,2…1 кВт.

Среди других инженерно-технических сооружений можно выделить: систему водоотведения и канализации — 0,5…1,5 кВт, систему открытия гаражных ворот и рольставни- 0,08…1 кВт, система полива газонов -не более 0,1 кВт.

Кроме этого какую-то часть электроэнергии требуется предусмотреть на охранную систему и систему видеонаблюдения — не более 200 Вт., система пожаротушения примерно тоже 200…300 Вт и питание самой системы управления энергообеспечением 250…400 Вт.

Определим, какими же средствами достигается надежная и экономичная работа системы энергообеспечения умного дома?

В отличии от квартиры в многоквартирном доме, электрическое питания частного коттеджа значительно сильнее зависит от наличия электроэнергии. Перерыв в электроснабжении частного дома приведет к нарушению работы практически всех систем — освещения, отопления, вентиляции, горячей воды и часто вообще водоснабжения, если применяется скважинное водоснабжение. Поэтому для обеспечения надежного энергообеспечения «умного дома» необходимо предусмотреть резервное энергоснабжение. Одно из наиболее простых технических решений — это использование автономного генератора. При этом необходимо решить следующие технические задачи: правильное подключение генератора, чтобы при возобновлении подачи энергии ничего не вышло из строя, выбор его рациональной мощности, чтобы не допустить его перегрузки и выбор способа пуска генератора.

С учетом приведенных выше мощностей потребителей «умного дома», а это 15…20 кВт, рациональным является установка дизель-генератора, мощностью от 10 кВт, с автоматическим запуском и со схемами согласования с электросетью. При этом необходимо выполнить расчет экономической эффективности такого решения, особенно если есть возможность подключения питания от другой линии. Для монтажа электростанции такой мощности требуется привлечение специалистов.

В данной ситуации возникает следующий вопрос о времени запуска резервного питания. Либо сразу при отключении электричества, через полчаса, а так же применить ручной или автоматический запуск? Надо учесть,

137

что ручной запуск в темное время суток не особенно удобен. Мгновенный запуск зачастую тоже не обоснован, особенно в ночное время или при кратковременном перерыве питания (3…15 мин).

Наиболее рациональным с нашей точки зрения является применение в системе энергообеспечения «умного дома» источника бесперебойного питания (ИБП).

От источника ИБП целесообразно запитать систему освещения дома, систему охранной и пожарной безопасности систему управления и систему оповещения. Также необходимо предусмотреть питание от ИБП системы управления газовым котлом.

Это позволит всегда иметь освещение на протяжении нескольких часов, в зависимости от аккумулятора, времени суток, количества и типа включенных ламп. При отсутствии хозяев система оповестит GSM сообщением. Также в зимнее время котел не отключится и батареи «не разморозятся».

Можно порекомендовать устройство дополнительной разводки под розетки с резервным питанием. Это позволит обеспечить резервным питанием самые необходимые потребители генератором минимальной мощности. При этом не будет необходимости в отключении остальных потребителей от розеток, во избежание перегрузки генератора. Наиболее целесообразно применить для резервного питания розетки другого цвета (либо сделать отметки на обычных розетках, например, красным цветом), чтобы их можно было легко идентифицировать.

В схеме электрического питания необходимо применить устройство автоматически подключающей генератор к сети, в случае ее отсутствия и отключающей генератор от сети при возобновлении подачи электроэнергии.

При использовании системы ИБП запуск резервного генератора лучше всего предусмотреть автоматически по таймеру. Таймер устанавливается в зависимости от пожеланий владельца. Мы рекомендуем устанавливать таймер запуска генератора через 20…45 мин после прекращения подачи основного питания.

При организации электрического питания «умного дома» все потребители необходимо разделить на группы (в промышленном электроснабжении категории). Каждая группа формируется от предпочтений владельца дома.

Примерное распределение по группам может выглядеть следующим образом (рис 2).

Нельзя не согласиться, что наибольший дискомфорт при отключении питания доставляет отсутствие освещения. Без освещения сложно обойтись, и потребляет оно относительно немного. Можно для снижения нагрузки на резервные источники питания предусмотреть только необходимое освещение. Поэтому обычное, либо аварийное освещение резервируем в первую очередь, с помощью ИБП. Выбор типа ИБП выбирается от мощности потребителей.

Стабилизирование >гий рижмн •!

* Сву^а. зл^к-по^шин котел

Гпи ли и р овншп ие э лог три п н г л-пие;

■ мае« системы ердеснееущеииа

* Х.0 Л’1’ЦЦ ЛЬ 411К. г О И^И иНОМЯ р У

■ Автоматические порота

■ Пслнвячные насосы

■ Эммние сады, аквариумы

Бесперебойное электропитание

■ Окренчо-иожарчаа ец-иапшецип » Систонп п1дд<?0Н05л10деми и

* Гел&в|лэор, домашний мнетевтр

■ МуЗЬ Н .ЧЛЫЧЫН Ц5НТР

■ Д-.Тлишмии компьютер ‘ Аварийное освещение

Бвсг4р«6ойио11 электропитание:

■ Гаэои*!* кщтел, циркуляционное насосы системы отопления

ГМОЯН* ИОТ+Л И иНИРКПВцш.ьННИ* 1»С«Ь»

»»«ичиг»-■рта»™-444

Рис. 2. Распределение потребителей электрической энергии

«умного дома» по группам

С учетом рис. 2 и мощностей, указанных в начале статьи мощность ИБП составит около 6 кВт. Стоимость будет составлять около $1400. Подключается он в щитке, в разрыв линии освещения. Время работы от аккумулятора должно составлять не менее 30 минут, чтобы покрыть кратковременные отключения и дать время запустить генератор, в случае необходимости. Звуковую сигнализацию можно не применять, чтобы не доставлять беспокойство жильцам в ночное время.

Следующий вопрос — выбор мощности генератора. С учетом рассчитанной нагрузки, а также коэффициентов спроса и использования генератор должен быть мощностью не менее 10 кВт. Стоимость такого генератора составит модель, стоимостью около $5000. Этого хватит, чтобы обеспечить питанием насосы котла и скважины, освещение, холодильник и компьютер. Питание всего от аккумуляторов, по аналогии с освещением, крайне невыгодно. Во первых — нужна большая выходная мощность инвертора, во вторых — большая емкость аккумуляторов и высокая цена их замены, в третьих — инвертор должен выдавать правильную синусоиду, так как к ее форме чувствительны некоторые двигатели и модулируемые горелки котла. Генератор же выдает чистую синусоиду, автономен не менее 15 часов на одной заправке. Также, он чаще всего комплектуется стартером и собственным аккумулятором, что позволяет при желании реализовать автозапуск.

В заключении необходимо отметить, что в статье приводятся усредненные значения стоимости и мощности электрооборудования для «умного дома» площадью около 250…300 м . В последнее время стали появляться дома и площадью 5000…6000 м с отдельными постройками для

139

обслуживающего персонала и гостей. Конечно же, в этом случае суммарная мощность электрооборудования будет значительно выше, и технические решения будут отличаться от рассмотренных в статье. Но принципы построения системы управления энергопотреблением «умного дома» будут аналогичны.

Список литературы

1. Р.К. Элсенпитер, Т.Дж. Велт Умный Дом строим сами. М.: Ку-диц- образ, 2005. 384 с.

2. Гололобов В.Н. Умный дом своими руками. М.: НТ-Пресс, 2007.

416 с.

3. Вернер Харке. Умный дом. Объединение в сеть бытовой техники и систем коммуникаций в жилищном строительстве. М.: Техносфера РИЦ ЗАО, 2006. 287 с.

Карницкий Валерий Юльевич, канд. техн. наук, доц., kafelenearamhler.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,

Ершов Сергей Викторович, канд. техн. наук, доц., erschov.serrgamail.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,

Рюмов Антон Юрьевич, магистр, kafelenearamhler.ru. Россия, Тула, Тульский государственный университет

PECULIARITIES OF ENERGY SECURITY OF THE «SMARTHOUSE» SYSTEM V. Y. Karnitsky, S. V. Ershov, A. Y. Ryumov

The article is devoted to the issues of energy supply of the system, which has recently become widely used, such as the «smart house «. The notion of the smart house system is being introduced, the loads formed hy the consumers of the «smart house» are analyzed, the equipment for the implementation of the power supply management system of the «smart house» is considered, an analysis of possible circuit solutions for power supply of the «smart house » is provided.

Key words: energy supply, smart house system, electricity consumers, energy saving.

Karnitsky Valery Yulievich, candidate of technical science, docent, kafe-lenearamhler. ru, Russia, Tula, Tula State University,

Ershov Sergey Victorovich, candidate of technical science, docent, erschov. serrgamail. ru, Russia, Tula, Tula State University,

Ryumov Anton Yurievich, magister, kafelene aram hler. ru, Russia, Tula, Tula State University

cyberleninka.ru

Энергообеспечение загородного дома —

«Тепло домашнего очага» давно стало метафорой. В наши дни «домашний уют» и «комфорт» напрямую зависят от создания продуманной системы коммуникаций, таких, как электричества, отопления, кондиционирования, газо- и водоснабжения. Причем основной недостаток эксплуатации систем коммуникаций за чертой города заключается в их удаленности от центра энергообеспечения, а, соответственно, в вероятности перебоев в электропитании. Выбирая частный дом, мы хотим чувствовать себя так же легко и спокойно, как в городе, иметь неограниченный доступ ко всем благам цивилизации в любое время суток, года и в необходимом количестве.

Доверься профессионалам

Для создания комфортных условий для жизни вдали от урбанизированной зоны главным является эффективное энергообеспечение дома. Перебои в энергоснабжении не только отрицательно влияют на быт, работу, качество общения и жизни современного человека, но и просто портят ему настроение.

Чтобы уберечься от внезапных перебоев в электроснабжении целесообразно уже на этапе планирования и строительства рассмотреть вариант использования альтернативных источников энергообеспечения своего загородного жилища.

В CLIMAG.RU, Вы получите профессиональную консультацию и помощь в подборе оборудования для оптимального решения Ваших потребностей. Доверяя сейчас профессионалам проектирование энергоснабжения загородного дома и монтаж соответствующего электрооборудования, Вы исключаете возможность аварий, возгораний, порчи оборудования и бытовой техники в будущем.

Правильный подход

Проект энергообеспечения загородного дома обязательно должен учитывать необходимые технические условия и пожелания заказчика и включать ряд разделов.

Расчет максимальной мощности

Для определения максимального значения необходимой мощности для обеспечения дома электричеством, суммируется мощность всех электроприборов, которые могут одновременно быть включенными в доме, и закладывается 15% запас.

Схема электропроводки

Здесь вплоть до мельчайших деталей продумывается и просчитывается вся система электрификации объекта как внутри здания, так и на территории участка. В спецификации указывается тип и длина кабельного провода, способы его прокладки и подключения, информация по стандартам всего электрооборудования (счетчиков, автоматов и т. д.).

Жилое электрообеспечение

В этом разделе все электрооборудование дома разбивается на мощностные группы, каждая из которых снабжается автоматическим выключателем.

В первую группу входят те электроприборы, от использования которых можно отказаться в случае перебоев в электропитании. Например, сауны, теплые полы, декоративные светильники для разных сценариев освещения и прочие подобные потребители. Для их работы достаточно основного источника энергоснабжения.

Вторая группа включает все основные бытовые приборы, которыми семья пользуется регулярно и от которых зависит комфортное проживание в доме. Это основное освещение, электрочайник, телевизор, различная техника. Для них понадобится предусмотренное заранее резервное электропитание.

Третья группа содержит всю жизненно важную технику: отопительные котлы, насосы, пожарную и охранную сигнализацию, электронные замки и т.п. Для этой группы приборов перебои в энергоснабжении недопустимы. Поэтому эти устройства должны быть заведомо подключены к резервному источнику питания.

Помимо приведенных выше трех основных разделов проекта энергообеспечения дома, необходимо составить спецификацию с подробным описанием наименований и технических характеристик всех электроприборов, планируемых в доме. На основании этого документа и производится монтаж соответствующего оборудования.

Выбор источника

Как уже отмечалось, загородные дома часто располагаются вдали от централизованных систем энергообеспечения, потому возрастает актуальность использования автономных источников энергии, которые могут использоваться как самостоятельно, так и комбинироваться с централизованными системами. В последнем случае им отводится роль резервного энергоснабжения. В случае внезапного прекращения подачи электропитания из центральной сети автономные системы активизируются для поддержания работы всех электроприборов из третьей и второй групп до момента возобновления подачи энергии.

Рассматривая автономные источники энергоснабжения загородных домов, необходимо понимать, что они могут использовать иссякаемые (не возобновляемые) ресурсы и так называемые альтернативные. И если добыча и использование первых непосредственно связаны с деятельностью человека, то существование вторых от человека никак не зависит (например, солнечная энергия и энергия ветра).

В случае не возобновляемых ресурсов в качестве резервных устройств для обеспечения электроэнергией загородного дома используют бензиновые, дизельные или газовые генераторы. Они оборудуются системой автоматического или ручного запуска, щитком автоматического переключения нагрузки и обязательно источником бесперебойного питания.

Выбор вида генератора индивидуален и зависит от целей, которым он должен служить. Бензиновые зачастую подходят исключительно в качестве дополнительного резервного источника электроэнергии на случай прекращения подачи её от основного источника. Они предназначены для кратковременной (до 5 часов) периодической работы. В качестве основного источника энергии целесообразно выбирать дизельную мини-электростанцию, что позволяет заметно экономить на электричестве. Кроме того, дизельный агрегат значительно мощнее и менее шумен по сравнению со своим «оппонентом». Такой генератор неприхотлив в обслуживании и длительность его эксплуатации составляет более 20 лет. Генераторы на дизельном топливе подходят как в качестве основного поставщика электроэнергии, так и резервного источника питания.

Кроме того, в энергообеспечении загородных домов сегодня популярны газовые электрогенераторы. Их срок непрерывной эксплуатации, показатели мощности, размеры и стоимость близки к бензиновым. Они вполне подходят для энергообеспечения дома в качестве резервного поставщика энергии.

Альтернативный выбор

Выше упоминалось, что, помимо иссякаемых (не возобновляемых) ресурсов, существуют природные ресурсы, производство которых не связано с деятельностью человека. Это излучение солнца и ветер — неиссякаемые (возобновляемые) ресурсы. В западноевропейских странах практика использования этих видов энергии в индивидуальных домохозяйствах широко распространена и поддерживается экономически и законодательно. Для нашей страны эти способы энергообеспечения сравнительно новые и используются они редко. Однако для загородных домов они особенно перспективны, поскольку, несмотря на большие финансовые затраты на первоначальном этапе (покупка и монтаж), в эксплуатации они значительно экономичнее, а для окружающей среды безопасны и экологически чисты.

В большинстве случаев в загородных домах применяются такие альтернативные источники электрической энергии, как солнечные батареи и ветрогенераторы.

Современные ветрогенераторные установки могут непрерывно вырабатывать электроэнергию мощностью от 0,5 до 16 кВт в течение 20 лет. Однако в наших климатических условиях этот ресурс можно рассматривать в качестве полноценного источника электроснабжения лишь при дополнительной комплектации бензиновым или дизельным электрогенератором, которые будут выполнять функцию резервного источника питания в периоды безветрия, свойственные нашим широтам.

Солнечные батареи преобразовывают энергию солнца в электроэнергию мощностью до 5 кВт и непрерывно служат до 20 лет. Т.к. солнечное излучение гораздо стабильнее переменной скорости ветра, то и энергия от них более стабильна. Потребность же в резервном генераторе зависит от климатических особенностей местности. Для нашей природной зоны, кроме солнечных панелей, может понадобиться резервный источник энергоснабжения. Оптимальным вариантом будет дизельный генератор.

Сберечь и сохранить

Все рассмотренные выше способы индивидуального энергообеспечения загородного дома, альтернативные источники энергии, их технические особенности, варианты оборудования и эксплуатации не смогут дать полный эффект, если не задаваться вопросом: «Как сделать дом максимально энергоэффективным?», ответ на который можно получить в разделе «УМНЫЙ ДОМ».

При правильном планировании и организации энергообеспечения и энергосбережения своего жилища вы гарантируете себе и своей семье комфортную «погоду в доме» в независимости от воздействий внешней среды и неурядиц с центральными энергосетями.

climag.ru