Сегодня трудно представить себе жизнь без электричества. Помимо того, что оно освобождает нас от лишнего труда с помощью большого количества современных устройств, также оно даёт необходимые нам свет, тепло, холод и вентиляцию, а также возможность работать и развлекаться за компьютером или мобильными устройствами. Так что, даже живя где-то на отшибе, далеко от цивилизации, очень трудно обойтись без электричества.
В условиях автономного частного хозяйства существует три основных источника получения электроэнергии независимым образом: гидроэнергетика, ветровая энергия и солнечная энергия.
Наличие реки теоретически даёт возможность использования водного потока для получения электроэнергии за счёт вращения турбины генератора, вырабатывающего ток. Но у такого способа производства электричества есть сразу несколько слабых сторон, которые делают его почти непригодным для нашей страны.
Учитывая, что частное владение не может располагаться на берегу реки, для использования водного потока придётся строить отводной канал, и это гидротехническое сооружение, скорее всего, будет стоить на порядок дороже, чем всё остальное. Мощность потока практически любой реки зависит от времени года, и придётся в течение года заниматься регулированием водного потока, причём это будет сопровождаться постоянными дополнительными расходами.
Но самое главное заключается в том, что наше законодательство не имеет чёткой регламентации по использованию гидросооружений в частном секторе, и велика вероятность того, что местные органы управления и налоговые структуры не дадут согласия на строительство частной гидроэлектростанции, а попытка получить официальное разрешение выльется в бесконечные обращения в различные инстанции и дополнительные затраты денег.
С ветровой энергией всё обстоит намного проще. Ветры дуют везде, и закон не запрещает устанавливать ветрогенераторы, хотя ограничивает мощность установок. Но нужно учесть, что стоимость ветровой установки достаточно большая, а её работа зависит от скорости ветра.
Большинство ветряков работают при скорости ветра больше 3 м/с, при том, что средняя скорость ветра в России едва ли превышает 4 м/с. Поэтому прежде чем принимать решение об установке ветрогенератора, необходимо выяснить средние показатели ветра для своего региона, особенно в зимние месяцы, когда потребность в электричестве вырастает в несколько раз. Хорошая эффективность ветровой установки достижима при средней скорости ветра более 6 м/с.
Ещё одним важным моментом является место установки, поскольку ветряная турбина должна располагаться как минимум на 10 метров выше любого крупного объекта (здания, деревья, холмы), расположенного вблизи неё.
Безусловно, самым приоритетным вариантом получения электроэнергии для автономного дома является использование солнечных батарей – устройств, состоящих из фотоэлектрических элементов, в которых солнечные фотоны выбивают электроны из атомов, тем самым создавая электрический ток.
Система солнечных батарей достаточно проста в установке и обслуживании. Стандартная система состоит из одной или нескольких солнечных панелей, инвертора (преобразователь постоянного тока в переменный), аккумулятора, солнечного трекера (устройство слежения за солнцем) и электропроводки.
Как правило, солнечные батареи размещают на крыше дома или на свободном пространстве. Их количество определяется потребностью в электричестве. Необходимо рассчитать необходимый расход электричества, исходя из потребления каждого электроприбора, приняв во внимание сезонную разницу в нагрузке на сеть. Результирующая сумма покажет, сколько панелей потребуется для обеспечения жилья электричеством. В реальности это число должно быть в полтора-два раза выше из-за потерь электроэнергии. Можно сказать, что минимальная мощность с учётом зимнего периода должна быть не меньше 2000 Вт (10 стандартных панелей).
Аккумулятор необходим для сохранения избыточной энергии, которая в дальнейшем будет использоваться в тёмное время суток, а также в пасмурные дни. Суммарная мощность аккумуляторов, как правило, пропорциональна количеству панелей и объёму производимой энергии.
Неприятной особенностью использования солнечных батарей является то, что в зимнее время по причине слабой солнечной активности выработка электроэнергии может значительно упасть, в то время как потребность в ней, напротив, увеличивается. Но есть способы решения проблемы диспропорции в производстве электричества за счёт солнечной энергии, правда, они пока довольно дорогие.
Существуют и другие недостатки в использовании солнечных батарей, в частности, перегрев панелей, а также их незащищённость от внешней среды. Если в тёплое время года это не так страшно и требует время от времени чистить их от пыли, то в зимний период на них скапливается снег и может произойти заледенение поверхности.
Идеальным вариантом для автономной энергетики является использование солнечной энергии в сочетании с ветровой. Главным выигрышем в этом случае является то, что в этом случае выработка электроэнергии будет более бесперебойной, поскольку количество безветренных пасмурных дней обычно мало.