Автономный дом
Надоел городской шум, грязь в подъезде, квитанции за электричество, воду и всё остальное?
В таком случае, лучший выход для тебя, это автономный дом и если ты уже давно о нём мечтаешь, тогда слушай, читай, запоминай. Автономный дом должен начинаться с проектирования. При этом учитывается ландшафт местности, климатические условия, сила ветра, годовое количество солнечных дней, уклон участка, близость грунтовых вод, годовые осадки…
А это ещё зачем – осадки, ветер, солнце? Резонный интерес: такие знания дают ответ на вопрос, из каких материалов надо строить дом: из дерева, кирпича, камня, или самодельного глинобитного изделия. Какую бы местность ни взял, везде надо подстраиваться под капризы матушки-природы.
В южных краях неплохо предусмотреть дополнительную естественную вентиляцию, расположить спальню так, чтобы вас будили первые лучи солнца (для здоровья очень полезно просыпаться и вставать на зорьке). Вечером спальня должна быть в тени, чтобы не нагревалась на ночь. На севере жить собрались – тогда меньше широких окон для сохранения тепла, а на северной стороне дома их вообще не должно быть. Мельчайшие детали надо предусмотреть в стадии планирования. Потом переделывать обойдётся дороже.
Но это не самое главное. Понятие «автономный дом» таит множество инженерных сооружений для использования энергии солнца, земли, воды, ветра. Такой проект вобрал определения – пассивный и умный дом. Пассивный – попросту говоря, тёплый. У которого стены из материала малой теплопроводности. Окна – тройного остекления. Используемые при возведении такого дома пенополистироловые блоки дают возможность сократить трудозатраты, стоимость, сроки строительства.
Можете поинтересоваться: что такое «умный» дом? – О! Это проект высокого полёта, не всякому по плечу. Мечтать может каждый, а вот осуществить… Задача с тремя неизвестными.
Зато после её решения, проект «умный дом» обеспечит вашу безопасность, комфорт, экономию электричества, тепла, воды за счет полной автоматизации привычных, повседневных действий. Покажем наглядно.
У вас дома несколько комнат на разных этажах. В некоторых, например, в библиотеке, вы бываете только по вечерам, после работы. А целый день она нагревается до 22-24 градусов, когда там никого нет. Зачем? Рациональной такую ситуацию не назовёшь. С таких, на первый взгляд, мелочей складывается огромный расход энергии и средств.
Или в гостиной находитесь тогда, когда встречаете гостей. А они к вам приходят только по субботам. Что, целую неделю батареи будут «пахать», как угорелые на обширный зал? Тратится уйма энергии. Зачем? – Умный дом, регулирует тепло, подаёт его в комнату, когда вы там находитесь, сокращает доступ горячей воды к батареям, когда уходите. То есть, автоматически создаётся комфортная температура в каждой комнате отдельно, по мере надобности. Установил на пульте низкую и высокую температуру – система чётко выполнит вашу установку. Уходите из комнаты – температура падает до нижнего предела, приходите – температура поднимается до установленного вами верхнего уровня. Таким образом, навсегда забудете, что такое жара или холод в вашем жилище. Идеальные экологические условия!
Или подъезжаете к дому на машине, за сто-двести метров нажимаете кнопку пульта – ворота вашей усадьбы автоматически раздвигаются, затем открывается гараж и вы, ни на секунду не задерживаясь у ворот и не выходя из машины, свободно и быстро ставите её на место. Без нажатия на пульт ворота за вами автоматически закрываются. Сказка? – Нет, это работа системы умного дома.
Вы входите в комнату – появляется свет без вашего вмешательства, уходите – лампочка тухнет. При включении телевизора верхний свет автоматически гаснет, включаются настенные бра, чтобы не утомлять глаза при просмотре кино, телепередачи.
То есть, вы забываете о включении-выключении света, об отоплении, кондиционировании комнат, о круглосуточном наблюдении видеокамер за вашей территорией и в случае каких-либо помех система немедленно сообщит об этом.
При установке такого оборудования надо, естественно, вначале изрядно потратиться. Зато через три-пять лет расходы компенсируются и вы получаете эти сказочные блага совершенно бесплатно на всю оставшуюся жизнь. Вот что такое «умный» дом.
Понятие «автономный дом» включает в себя оба определения: это пассивный (то есть, тёплый) дом и оборудованный системой «умный» дом. Для имеющих финансовую возможность всегда можно заказать всё, что пожелаете. Ваш дом превратится в сказочный дворец: тепло, светло, уютно! И без вашего вмешательства. Всё происходит автоматически. Вдали от шума городского и среди природы. Внутри дома – полностью вся цивилизация, о какой может только помечтать любой столичный житель.
Откуда дровишки?
Действительно, откуда же автономный дом возьмёт тепло, электроэнергию, воду в кранах, если в округе лишь одна замечательная природа — лес, река и вблизи никакой цивилизации? Неужели дровишками топить и освещаться?
Автономный домПосмотрите на эту фотографию: нравится дом? Заметили на крыше солнечные батареи? А в земле металлическая спираль для отбора тепла и передачи его в дом. То есть, установлена система геотермального отопления, где с помощью рабочей жидкости – фреона — поступает в дом тепло. А солнечные батареи и установленный вблизи дома ветрогенератор дают электроэнергию, которая освещает дом, качает воду из скважины, оживляет энергией все приборы умного дома.
Вот вам альтернатива «дровишкам». Запасы энергии никогда не иссякнут, потому что ветер, солнце были, есть и будут, а тепло земли к вашим услугам. Ни о каких дровах речи не может быть: вы не рубите лес, не губите окружающую красоту, не берёте от природы ничего, кроме экологически чистой ветровой и солнечной энергии.
Несколько строк о деталях монтажа оборудования. При обустройстве независимой системы водоснабжения не избежать такой работы: надо проанализировать качество подземных вод, пробурить скважину, или обустроить колодец, установить фильтры для воды, установить насос, провести водопровод от скважины к дому, обустроить внутреннее водоснабжение.
Полностью приобретается независимость вашего дома от коммунальных служб, что освободит вас от проблем аварийности и прекращении подачи воды при профилактике сетей, от перебоев горячей воды, отключения отопления. Автономная система холодного и горячего водоснабжения полностью устранит обязанность платить ежемесячно, не зная за что начислены платежи. Унизительное занятие – платить, не ведая за что.
Что такое хорошо…
Поговорим о плюсах и минусах проекта «автономный дом». Есть ли выгоды от такого жилого комплекса:
Бесплатное поддержание постоянного комфорта, здорового микроклимата в жилых комнатах при ежегодно растущих ценах на энергоносители;
Не зависящее от общественных электросетей и коммуникационных сооружений оборудование;
Полная самостоятельность по содержанию жилища, защищённая от скачков рыночных цен на коммунальные услуги;
Благодаря высоким технологиям оборудования увеличивается срок службы помещения;
Полностью исключены опасности возникновения пожаров, взрывов ввиду отсутствия котельной, ёмкости для горючего;
Отсутствие вредных выбросов в атмосферу;
Современный фешенебельный внешний и внутренний вид сооружения.
…И что такое плохо:
Дороговизна на этапе строительства, монтажа оборудования и значительный срок окупаемости до 5 лет;
Дефицит квалифицированных специалистов, могущих справиться с задачами по качественному монтажу оборудования.
Некоторые считают цену автономного дома высокой. На самом деле, если посчитать внимательно, она всего на 15 – 20 % выше, чем при возведении обычного здания без всякого оборудования.
Но все минусы вполне преодолимы, найти выход из любого тупика можно, если сильно захотеть жить после всей строительной эпопеи, не оплачивая за свет, за тепло, за горячую воду, за канализацию. Живи, наслаждайся свободой, автономией своего семейного гнезда, природой вокруг, речкой, полной карасей для утренней ухи. Да не забудь просыпаться на зорьке. Это прибавляет здоровья, бодрости на весь день.
В.Ильин
Статья позаимствована с сайта altenergiya.ru
Если статья понравилась, то поделитесь с друзьями в социальных сетях, буду благодарна!
Лучшие автономные дома мира от архитекторов дизайн студии Rhome
Автономные дома уже давно пользуются популярностью в развитых странах. «Живые дома», как их еще называют, характеризуются тем, что не зависят от электроснабжения, водоснабжения, газовых магистралей и других коммуникаций. Разумеется, мы говорим о современном доме со всеми удобствами, а не об избушке без необходимых благ цивилизации в глуши. О доме, для нормального функционирования которого достаточно возобновляемых источников: энергии солнца, ветра, природных вод.
Безусловно, у автономного дома есть свои плюсы и минусы, однако идея такого независимого жилья в современном мире становится все более и более актуальной из-за глобального истощения энергоресурсов на планете и естественного желания человека жить в гармонии с природой. Итак, смотрим на лучшие автономные дома мира и вдохновляемся!
Shipping Container House, Колорадо, США
Дом построен среди дикой природы в штате Колорадо из двух грузовых контейнеров. На участке нет электроэнергии, поэтому при проектировании и строительстве были использованы так называемые «зеленые» технологии: солнечные батареи, пассивное охлаждение и печное отопление с использованием гранул. Внутри — стильный лофтовый интерьер площадью более 140 квадратных метров.
Ларвик, Норвегия
Норвежская строительная компания Snøhetta совместно с центром исследования по созданию зданий с нулевым выбросом спроектировали и построили жилой дом, который не просто обеспечивает себя электроэнергией, а вырабатывает ее практически в три раза больше, чем требуется для функционирования здания. На большой крыше располагаются своеобразные «плантации», которые накапливают солнечную энергию и преобразуют ее в электричество. В доме также есть наружный бассейн, вода в котором нагревается за счет лишнего тепла. В ближайшее время авторы проекта планируют построить в Норвегии большое количество подобных зданий.
Soleta zeroEnergy, Румыния
Этот энергоэффективный модульный дом, разработанный Фондом изобретений и зеленых технологий, на 97% создан из переработанных отходов. Он полностью экологичен и может функционировать за счет возобновляемых источников энергии, однако по желанию тут могут быть подключены все современные удобства, включая воду и электричество. Каждый блок дома построен на модульной основе, что означает наличие возможности расширения пространства при помощи добавления дополнительных модулей к существующей постройке. Такая конструкция позволяет использовать пространство максимально разумно.
Stamp House, Квинсленд, Австралия
Пожалуй, самое «знаменитое» здание в нашем списке. Этот необычный дом построен на берегу живописного озера в северном Квинсленде. Шестиконечная конструкция из сборного монолитного бетона способна выдержать самые мощные циклоны, обрушивающиеся периодически на этот регион. Однако владельцы дома вовсе не переживают по поводу разгула стихий, так как здание энергетически самодостаточное и способно функционировать автономно: на крыше установлены солнечные батареи, а также оборудована мощная система сбора и очистки дождевой воды и другие прогрессивные эко-системы.
Fab Lab House, Испания
Необычный проект Fab lab House был спроектирован архитекторами Каталонского института прогрессивной архитектуры специально для стран с жарким климатом. Крыша покрыта фотогальваническими панелями, которые аккумулируют энергию солнца и могут отдавать ее на различные внутренние нужды. Также применяется система накопления дождевой воды. Такая непривычная глазу округлая форма здания обусловлена желанием достичь максимального внутреннего объема при минимальной внешней поверхности, а конструкция дома на трех ногах-опорах предоставляет своим обитателям дополнительную площадь для отдыха на свежем воздухе в тени дома.
Ark Shelter, Бельгия
Небольшой мобильный дом был разработан группой студентов-архитекторов из Гента с целью показать человечеству, что комфортно можно жить и в союзе с природой. Ark Shelter экологичен, не наносит вред окружающей среде и позволяет его владельцу почувствовать себя частью окружающего мира благодаря панорамному остеклению. Вся конструкция дома, внешняя и внутренняя отделка, а так же вся мебель, выполнены из натурального дерева. Возобновляемые ресурсы от солнечных батарей, ветрогенератора и сбора дождевой воды делают его полностью независимым, а для установки не требуется даже фундамент — достаточно нескольких опорных блоков.
ZeroHouse, США
Проект дизайнера Спекта Харпмана представляет собой, пожалуй, самый надежный из всех перечисленных выше автономных домов. ZeroHouse способен противостоять ветру до 90 км/ч и гарантирует полную безопасность даже при подъёме воды до 3 метров. Он сам генерирует себе необходимую энергию с помощью солнечных батарей и аккумуляторов: при полном их заряде дом может спокойно функционировать в течение недели вообще без света. Вода, стекающая по его поверхностям, запасается в цистерне, а органические отходы отправляются в компост, который можно использовать для удобрения почвы.
Плавающий дом DD16, Россия
Архитекторы студии BIO-architects разработали прототип не просто модульного дома, а плавающего дома. Конструкция уже опробована на одном из подмосковных озер. DD16, такое название он получил, держится на воде благодаря понтонам, которые можно снимать во время транспортировки. Сами модули сделаны из ламинированной древесины, а фасады обшиты алюминиевыми панелями. Дом рассчитан на эксплуатацию в течение всего года благодаря автономным системам: электроэнергия вырабатывается с помощью фотоэлектрических панелей, а пресная вода, прошедшая специальную очистку, доставляется прямо из озера.
Глядя на все эти удивительные жилища становится ясно, что автономный дом — это вовсе не избушка отшельника и не фантастический сюжет из фильма про будущее, а реальное, современное и высокотехнологичное решение для комфортной жизни без вреда природе. Архитекторы студии R-Home помогут воплотить мечту в реальность и спроектируют для Вас благоустроенный и экологичный дом с учетом всех самых передовых технологий.
Автономные электростанции для загородного дома
Актуальность автономного снабжения дома электроэнергией с различной степенью остроты ощущается многими владельцами загородного жилья. Одних не устраивает неустойчивость работы электросетей в своем населенном пункте – перебои в снабжении или нестабильное напряжение не дают возможности с полным комфортом пользоваться современными приборами. У других и вовсе нет возможности в ближайшей перспективе подключиться к ЛЭП. Третьих настораживают постоянно растущие тарифы, и они, мысля на перспективу, хотят снизить свою зависимость от энергоснабжения, чтобы очередные удорожания не сказывались чувствительно на семейном бюджете. Наконец, ширится круг домовладельцев, которые и вовсе мечтают обрести полную независимость в вопросах энергообеспечения своих владений.
Следует сразу сказать, что реализация подобных задач – дело очень даже непростое, и, на первых порах особенно – довольно затратное. Так что если кто-то собирается заниматься подобным проектом с перспективой получить материальный выигрыш, то полной окупаемости придется радоваться весьма нескоро. Тем не менее, автономные электростанции для загородного дома становятся все популярнее, и прослеживается тенденция к их все более широкому распространению. Особенно в плане использования альтернативных источников энергии.
В настоящей публикации попробуем рассмотреть основные моменты, связанные с установкой автономных источников электроэнергии. Так проще будет ориентироваться в этом вопросе при составлении наметок собственного проекта.
Достоинства и недостатки автономных систем электроснабжения дома
Чтобы, как говорится, очертить горизонты предоставляемых возможностей, но с другой стороны – несколько «приземлить» излишне радужные, «прожектёрские» настроения, имеет смысл для начала вкратце ознакомиться с общими достоинствами и недостатками автономных систем электроснабжения дома.
Итак, в пользу автономных домашних электростанций говорит следующее:
- При условии проведения правильных профессиональных расчетов, грамотного составления проекта и его качественной реализации, хозяевам загородного дома больше не придется сталкиваться к «капризами» местных электросетей. Имеются в виду случаи внезапного исчезновения напряжения или сильных его скачков, грозящих вывести бытовые приборы или инструменты из строя. Хорошо отлаженная система работает как часы, домашняя техника – в безопасности.
- Уходят проблемы с возможными лимитами мощности подключения к сетям и объемами потребления энергии. Соответственно – и с оплатой по установленным тарифам. Владелец волен насыщать свой быть любыми приборами в рамках эксплуатационных возможностей своей энергосистемы, то есть создавать любой уровень комфорта.
- Техника, используемая для выработки электроэнергии, как правило, обладает внушительным запасом надежности, и выходит из строя довольно редко. Естественно, при ее правильной эксплуатации и регулярном обслуживании.
- Если мыслить масштабно, и учитывать опыт применения домашних электростанций в странах Западной Европы, то можно не только полностью удовлетворять собственные потребности в электроэнергии, но и реализовывать ее излишки. Для того существуют специальные программы взаимодействия с компаниями энергетического комплекса. Естественно, такой подход ускорил бы окупаемость затрат и даже вывел собственный «энергоблок» в прибыльное начинание.
Правда, чтобы выйти на подобный уровень требуется не только реализация тщательно продуманного проекта с весьма значительными стартовыми затратами, но и прохождение целого ряда бюрократических процедур и технических экспертиз. Тем не менее, подобное направление в «частной электроэнергетике» наверняка имеет немалый потенциал будущего развития.
Теперь более плотно коснемся недостатков автономной системы электроснабжения.
Устал, лень, очень холодно, потом – никакие отговорки не принимаются, никто за тебя работоспособность системы не восстановит.- Уже не раз говорилось, но – повторимся, стартовые вложения как на разработку проекта, так и на приобретение необходимого комплекта оборудования, его монтаж и отладку, могут быть очень внушительными. Да и эксплуатационные расходы могут оказаться немалыми. И ожидать быстрой окупаемости было бы неправильно.
- Все риски, в том числе материальные, берет на себя потенциальный владелец электростанции. Это лишний раз говорит о том, с какой тщательностью должен продумываться и прорабатываться проект.
- На хозяев возлагается и полная ответственность за эксплуатацию оборудования, его своевременное техническое обслуживание, соответствующий уход, соблюдение всех требований безопасности. Если система выходит из строя, и дом остается без электроэнергии – жаловаться некому и незачем. Точнее, никто не мешает обратиться за технической поддержкой к специалистам – но это уже будет исключительно за свой счет.
- Проведение регулярных профилактических мероприятий (а без этого – никак) также потребует дополнительных затрат, так как для их выполнения требуется профессиональный подход. Ситуация может усугубляться тем, что дома с автономной электростанцией довольно часто расположены на значительном удалении от крупных центров. То есть придется брать на себя и транспортные затраты для вызова специалистов.
Так что тому, кто загорелся идеей перевести свои владения исключительно на автономное электроснабжение, следует десять раз все продумать, просчитать, взвесить все «pro & contra», прежде чем начать вкладывать средства в реализацию столь масштабного проекта. И не ждать при этом сиюминутной выгоды – окупаемость может растянуться на 10 и более лет. И это при том что само оборудование тоже имеет какой-то, пусть и немалый, но все же ограниченный ресурс эксплуатации.
Помимо перечисленных, различные по принципу работы типы генерирующего оборудования имеют еще и собственные достоинства и недостатки – о них будет рассказано в соответствующих подразделах публикации.
А какие источники энергии можно использовать для автономного электроснабжения?
Здесь совершенно очевидно разделение на две группы.
- К первой можно отнести электрические генераторы, имеющие силовой привод и использующие в качестве источника сторонней энергии один из видов топлива – жидкое (бензин или солярка) или природный газ.
- Ко второй группе отнесём генераторные установки, которые приводятся в действие совершенно бесплатными, природными источниками энергии. К этому определению подойдут ветровые генераторы, солнечные батареи и гидравлические системы.
А теперь познакомимся с этими источниками электроэнергии поближе.
Генераторы, использующие энергетический потенциал жидкого или газообразного топлива
Самый простой и быстрый в реализации способ обеспечить свой дом автономным источником энергии – прибрести генераторную установку, оснащенную приводом, использующим жидкое топливо или природный газ.
Несмотря на различия в типах используемых двигателей, принцип выдерживается общий. Двигатель внутреннего сгорания обеспечивает выработку кинетической энергии – крутящего момента с определённой скоростью вращения. Вращение передается на ротор генератора. Выработанная электроэнергия поступает на точки ее потребления.
Дизельный генератор – надежный источник электроэнергии, но требующий постоянного питания топливом.Двигатель оснащен системой запуска (стартером), в зависимости от модели стартер может быть ручным или электрическим. Безусловно, для стационарной установки предпочтение отдается второму.
В чем достоинства таких источников электроэнергии:
- Они вырабатывает переменный электрический ток, так сказать, в «готовом к употреблению», то есть к подаче на нагрузку виде – 220 вольт. То есть не требуется никаких дополнительных устройств-преобразователей.
- Топливные генераторы являются отличным решением, если требуется резервный источник энергии на случай перебоев в линиях электропередач. При пропадании напряжении в сети автоматика даст команду на запуск стартера, и спустя непродолжительное время энергоснабжение в доме будет восстановлено. А когда напряжение в подающей линии появится (стабилизируется), произойдет обратное переключение, и двигатель будет заглушен.
Аппаратура ввода резервного источника энергии часто уже является составной частью приобретаемой силовой установки. Если нет, то предусматривается возможность ее подключения, а сам блок управления приобретается отдельно.
- Генераторы, работающие на жидком топливе, могут стать и основным источником электроэнергии, если загородные владения посещаются хозяевами эпизодически и на не очень продолжительное время. Понятно, что в таких условиях, как правило, дом не перенасыщен бытовой техникой, и есть возможность приобрести довольно компактную установку, которую несложно привезти с собой. Просто чтобы не переживать за ее сохранность в оставляемом, например, на неделю до следующих выходных доме.
- Практически незаменимой становится такая электростанция в условиях ведения загородного строительства, если пока нет возможности подключиться к электросети.
- Если разобраться, то все другие автономные источники электроэнергии сильно зависимы от времени суток и года, от установившейся на улицы погоды. А вот топливные электростанции способны полноценно работать в любой момент, когда потребуется.
К недостаткам такого подхода в организации автономного электроснабжения дома можно отнести следующее:
- Требуется постоянный запас топлива, которое, кстати, весьма недешевое и, к сожалению, постоянно растёт в цене. А для хранения хотя бы минимального запаса на непредвиденные ситуации необходимо создание определённых условий. Связанных в том числе и с проблемами безопасности проживания в доме.
- Работа жидкотопливной электростанции всегда сопряжена с выхлопом отработанных газов. Такое «соседство» может оказаться и неприятным в плане комфорта, и даже весьма опасным, так как выхлопы весьма токсичны для человека. То есть при стационарной установке этот вопрос придётся продумывать заранее.
- Работа двигателя внутреннего сгорания априори не может быть бесшумной. Это тоже накладывает определенные требования к размещению электростанции. Так как генератор нежелательно оставлять на открытом воздухе, придется для него возводить отдельное помещение на некотором отдалении от жилых построек, с соблюдением требований по его вентиляции и звукоизоляции.
- Как и любая другая техника с двигателями внутреннего сгорания, генераторы не могут работать беспрерывно – это оговаривается в их характеристиках. Да, выпускаются модели, способные эксплуатироваться весьма длительное время, но все равно паузы для проведения профилактических мероприятий, технического обслуживания нужны.
- Стоимость топлива вряд ли дает возможность говорить о перспективах экономии – сетевое электричество все равно получается значительно дешевле.
Уже отмечалось, что такие электростанции могут быть бензиновыми и дизельными. Если предполагается приобретение генератора для стационарной установки, рассчитанного на продолжительную работу, то предпочтение, безусловно, отдается дизелю. Такие агрегаты, хотя и стоят дороже бензиновых, превосходят надёжностью, устойчивостью выдаваемых оборотов, способностью к длительным безостановочным циклам эксплуатации. Для нечастых и непродолжительных включений может быть достаточно и качественного четырехтактного бензинового генератора, как более простого в обслуживании и запуске, да и более дешевого и менее габаритного.
Цены на бензиновые электростанции Huter
бензиновый генератор Huter
Кстати, некоторые существенные недостатки бензиновых и дизельных электростанций в определенной степени снижены в газовых установках. Здесь и шумность поменьше, и выхлопы не столь «агрессивные», и стоимость «голубого топлива» несравнимо ниже.
Генераторная установка, работающая на природном газе.Но и с ними тоже есть свои негативные нюансы. Так, установка подобной электростанции потребует согласования с организацией, поставляющей газ, составления проекта, а монтаж ее и пусконаладочные работы должны проводиться только специалистами газового хозяйства. Вторым фактором, существенно ограничивающим широкое распространение таких силовых установок, является их очень высокая стоимость, даже без учета предстоящих затрат на проектные и монтажные мероприятия.
Таким образом, рассматривать топливные генераторы в качестве основного источника электроснабжения при постоянном проживании в доме – вряд ли приходится. А вот в качестве надежного резервного, постоянного готового прийти «на выручку» — лучше ничего и не придумать.
Какой выходной мощности потребуется генератор?
Казалось бы – вопрос несложный. Надо всего лишь просуммировать потребляемые мощности приборов, подключаемых к домашней электросети и заложить определенный эксплуатационный запас.
Но при такой методике вполне можно очень сильно ошибиться как в одну, так и в другую сторону. И то, и другое – плохо. Электростанция с недостаточной мощностью будет глохнуть при высокой нагрузке. Работа с избытком невостребованной мощности негативно влияет на сам генератор. Кроме того, с ростом этого параметра весьма сильно увеличивается и стоимость оборудования.
В чем же особенности расчета?
- Прежде всего, нельзя забывать, что многие бытовые приборы и электроинструмент потребляют не только активную, но еще и так называемую реактивную мощность. И общий показатель получается выше – он определяется отношение номинальной мощности к коэффициенту, называемому cos φ. Этот коэффициент обычно тоже указывается в технических характеристиках изделия. И чем он меньше, тем выше итоговый показатель.
- Многие бытовые приборы и инструмент характеризуются пиковыми показателями пускового тока, которые превосходят номинальные порой в несколько раз. Да, они непродолжительные, но вероятность того, что суммарное сиюминутное потребление превысит возможности неправильно просчитанного генератора – все же есть.
Если просто просуммировать показатели потребляемой мощности (тем более, с учетом реактивной и пусковой поправки) все х имеющихся в доме электроприборов, то наверняка получится очень большое значение. Но вероятность того, что вся нагрузка включается одновременно – крайне невелика. Кроме того, если генератор используется в качестве резервного источника питания (как оно обычно и бывает), на время его работы потребуется все же соблюдать определенную «энергетическую дисциплину».
Имеется в виду, что ряд приборов, безусловно, остаются включёнными практически всегда – это холодильник, система обеспечения работы газового котла, освещение в требуемых объёмах. Вряд ли хозяева захотят остаться без телевизора или (и) компьютера. Но вот с остальными приборами требуется осмотрительность. Скажем, если в данное время готовиться пища на электроплитке, то, по всей видимости, стоит подождать с запуском стиральной или посудомоечной машинки, с микроволновкой или обогревателем. И так далее – должны задействоваться те приборы, без которых на период работы резервного источника электроэнергии действительно нельзя обойтись.
Аналогичный подход должен распространяться и на электроинструмент, если генератор используется в период строительства, или же требуется срочное выполнение каких-то работ по хозяйству. Вряд ли имеет смысл, например, одновременно проводить сварочные работы и запускать какое-то обрабатывающее оборудование. Впрочем, решать хозяевам.
Безусловно, хозяева дома сам вольны выбирать режим потребления энергии, то есть составлять перечень приборов и инструментов, одновременную работу которых должен обеспечивать генератор. Но во всем должна быть осмотрительность и «трезвый» взгляд.
Ниже читателю предлагает онлайн-калькулятор, который поможет быстро и с достаточной степень точности просчитать требуемую мощность генератора. Пользователю предстоит лишь указать тип и количество ламп, используемых для освещения, а затем галочками отметить те приборы или инструменты, которые, по его мнению, должны одновременно обеспечиваться электроэнергией. В алгоритм расчеты внесены средние показатели мощностей приборов и инструментов уже с поправками на реактивную составляющую и на пусковые токи.
Калькулятор расчета необходимой мощности топливного генератора
Перейти к расчётам
Вот на этот показатель, учитывающий еще и эксплуатационный запас, следует ориентироваться при выборе модели топливного генератора.
Электростанция на солнечных батареях
Одним из наиболее перспективных направлений в развитии автономной электроэнергетики является использование солнечных батарей. Специальные полупроводниковые фотоэлементы способны преобразовывать энергию солнечных лучей в электрическую. У каждого из элементов не особо выдающие показатели вырабатываемой мощности, но они составляются в большие по площади панели, а определенное количество таких панелей уже способно обеспечивать энергией домашнее хозяйство.
Солнечные панели на крыше домаЧто можно сказать о достоинствах такой системы:
- Оборудование не нуждается в топливе – для получения электрическая используется исключительно энергия солнечных лучей.
- Отсутствие каких-либо сложных механических кинематических узлов делает такие электростанции очень надежными и долговечными. Срок их службы исчисляется десятилетиями.
- Солнечные электростанции не требуют сложных профилактических работ – достаточно содержать в чистоте рабочую поверхности панелей.
- Если генераторы, преобразующие кинетическую энергию (вращение) в электрическую, имеют какое-то конечное значение своей мощности, то солнечная электростанция при необходимости и достаточности места может наращиваться дополнительным количеством панелей. То есть система получается более гибкой и имеет широкий потенциал к дальнейшему развитию.
- Солнечная электростанция совершенно бесшумна, не имеет ограничений по месту установки. Точнее, для монтажа панелей может подойти любой незатенённый участок как на крыше дома и хозяйственных построек, так и на придомовой территории
Теперь несколько слов о недостатках:
- Совершенно очевидно, что работоспособность такой станции имеет выраженную цикличность – в темное время суток выработки энергии не происходит. Кроме того, прослеживается очень высокая зависимость от продолжительности светового дня и погодных условий. Для работы с полной эффективностью панелям требуется прямой солнечный свет. В пасмурную погоду выработка резко падает.
- Существенным недостатком является и высокая стоимость самих панелей. Даже без учета монтажных работ и приобретения всего необходимого для организации полноценной электростанции оборудования. Так, один ватт выработанной энергии потребует самих панелей на сумму, сопоставимую с 1,5 доллара. Несложно подсчитать, во что примерно обойдется приобретение фотоэлементов для, скажем, гелиосистемы с отдачей в 1 и более кВт – многих это отпугивает сразу.
- Солнечные панели вырабатывают электричество с небольшим показателем напряжения, и его требуется привести к стандартам потребления.
В силу последнего пункта, а также из-за нестабильности выдаваемой мощности, солнечная электростанция организуется по принципу аккумуляции и дальнейшего преобразования выработанной энергии. Примерно эта схема выглядит так:
Примерная схема домашней солнечной электростанцииВыработка электроэнергии происходит в установленных в требуемом количестве солнечных панелях (поз. 1). Специальный прибор – контроллер системы (поз. 2), направляет выработанный потенциал на заряд аккумуляторных батарей (поз. 3). При включении нагрузки постоянный электрический ток напряжением 12 или 24 В поступает в инвертор (поз. 4), где преобразуется в переменный напряжением 220 В/50 Гц, и уже в таком виде передается на точки потребления (поз 5).
Схема, понятно, дана с большим упрощением. Так, на ней показан один аккумулятор, а на деле это обычно целая батарея из нескольких накопителей энергии, обладающая очень высокой ёмкостью.
Несколько аккумуляторов высокой ёмкости, собранные в одну батарею.Нередко непосредственно от аккумуляторов (точнее, от контроллера) отводится низковольтная линия, минующая инвертор. К ней можно подключить систему освещения дома, укомплектованную, например, светодиодными лампами, требующими напряжения всего в 12 вольт.
Выходную мощность инвертора рассчитать можно по тому же принципу, что и мощность генератора, применив тот же калькулятор. Но это, как говорится, сиюминутная мощность, показывающая возможность одновременного подключения той или иной нагрузки. А вот расчет количества самих солнечных панелей и аккумулирующего блока все же стоит поручить специалистам. Здесь немало тонкостей, сложных для неискушённого в этих вопросах человека.
Система расчета основана на том, что скрупулезно просчитываются все точки потребления энергии (освещение, бытовые приборы и т.п.), с учетом их мощности и средней продолжительности работы за определенный период (допустим, сутки). После суммирования получается результат, выраженный в киловатт-часах (кВтч) – такое количество энергии необходимо обеспечить ежедневно для полноценной устойчивой работы всего электрического оборудования дома.
Исходя из этого показателя и напряжения аккумуляторов просчитывают их необходимую суммарную емкость, выраженную в ампер-часах (Аh). При этом учитывается и эксплуатационный запас, и определенный уровень, ниже которого разряжать АКБ не рекомендуется (скажем, 25÷30 % от полной зарядки). Соответственно, по суммарному показателю подбирается требуемое число аккумуляторов, из которых собирается общая батарея.
Наконец, рассчитывается число солнечных панелей определённой мощности, которое будет способно обеспечить систематическое восполнение заряда аккумуляторов. При этом принимается в расчет множество факторов – помимо характеристик самих панелей, учитываются географическая широта региона, продолжительность светового дня, климатические особенности, специфика места размещения панелей и другое. Конечным результатом должно стать оптимальное количество панелей.
Провести подобные вычисления самостоятельно – тоже, конечно, можно, но велика вероятность совершить ошибку, просто из-за некорректной оценки исходных данных. Впрочем, как уже говорилось, система отличается большой гибкостью, и при необходимости (или при появлении материальной возможности) ее можно наращивать.
Грамотно спланированная и качественно смонтированная система вполне способна стать основным источником электроэнергии для загородного дома. Но если она используется «в чистом виде», то всегда остается вероятность остаться без электричества в силу непредвиденных внешних обстоятельств – затянувшейся непогоды, когда при привычном потреблении приток энергии становится минимальным, что ведет к разрядке аккумуляторов.
Следует быть готовым, что первоначальные затраты будут весьма внушительными, и строить надежды на слишком быструю окупаемость вложенных средств – несколько наивно.
Видео: Пример домашней солнечной электростанции на 6 кВт
Ветровые электростанции
Колоссальную энергию перемещения воздушных масс (ветра) человек использует с древнейших времён. Достаточно вспомнить парусные корабли или, например, ветряные мельницы. Нашла она применение и ветроэнергетике, причем в некоторых странах эта отрасль поставлена буквально на промышленную основу.
Применяются ветровые установки и для обеспечения электроэнергией частных домов.
По сути, такая установка представляет собой обычный генератор, на оси ротора которого установлена крыльчатка с лопастями, приводимыми во вращение потоком воздуха. Как вариант – на ось ротора вращение передается посредством той или иной кинематической схемы (редуктора) – смысла это не меняет. А расположение оси крыльчатки может быть как горизонтальным, так и вертикальным.
Компоновка ветрового генератора может быть горизонтальной (на рисунке — слева) и вертикальной.Что можно сказать о достоинствах ветровой электростанции?
- Источник энергии – совершенно бесплатный.
- Работа электростанции не сопровождается никакими выбросами в атмосферу.
- Существуют технологии самостоятельного изготовления энергетических установок, например, с использованием обычных электродвигателей или даже просто мощных неодимовых магнитов.
Недостатков больше, причем – они весьма существенные.
- Ветровая установка также очень зависима от установившейся погоды.
- Для того чтобы поймать хороший ветер иногда приходится поднимать ветряк на значительную высоту, что усложняет и без того непростой монтаж.
- Работа такой станции может сопровождаться весьма неприятными звуковыми эффектами.
- Не стоит ожидать от домашнего ветряка слишком высокой отдачи – позднее мы посмотрим на этот вопрос чуть пристальнее.
- Стоимость готовых ветровых станций – весьма высокая, и окупаемости, если рассчитывать только на энергию ветра, ожидать вообще не приходится.
Ветровую энергетическую установку в принципе следует рассматривать всерьез в качестве варианта только в том случае, если среднегодовой показатель ветра составляет не менее 4-5 м/с. В противном случае такая станция вообще не принесет никакой ощутимой пользы.
Карта примерного распределения показателей среднегодовой скорости ветра на территории России.Этот показатель выводится по результатам многолетних метеорологических наблюдений, с учётом и максимальных значений, и полностью безветренных дней. Таким образом, он позволяет с достаточной степенью достоверности рассчитывать выработку «ветровой» электроэнергии на определенный период: неделю, месяц, год и т.п. На карте-схеме показаны лишь приблизительные значения, но узнать конкретное для своего населенного пункта несложно – достаточно обратиться в местную метеослужбу.
А вот в технических характеристиках ветровых генераторов обычно фигурирует другой показатель – расчетная скорость, которая обычно превосходит среднегодовую в 1,5 — 2 раза. Ориентироваться на него при расчетах на перспективу – будет неверным. Он, скорее, показывает номинальную мощность генератора при оптимальной скорости вращения ротора.
Чтобы убедиться в том, что вряд ли стоит надеяться только лишь на «ветровую» электроэнергию, достаточно провести расчет возможной ее выработки.
Следует правильно понимать, что каким бы совершенным ни был сам ветряк или подключенный к нему генератор, объем энергии все равно определяется площадью, с которой она будет «сниматься». В случае с «классическим» горизонтальным ветряком эта площадь ограничена площадью круга, описываемого вращающимися лопастями. А ветровая энергия лежит в прямой зависимости от скорости перемещения потока и плотности воздуха. То есть никак «выше головы не прыгнешь».
Интересно, что при этом не имеет значения количество лопастей (выпускаются установки даже с одной лопастью). Наоборот, когда лопастей больше трех, появляются негативные аэродинамические моменты, снижающие общую производительность системы.
Цены на популярные бензиновые электростанции
Итак, существует формула, учитывающая упомянутые параметры, а также коэффициент использования ветровой энергии, коэффициенты полезного действия самого генератора (как правило, он не выше 0,85) и редуктора. КПД редуктора тоже бывает обычно не выше 0,9, но если вращение с крыльчатки на генератор передается напрямую, то можно принять его и за единицу.
Формулу приводить не станем – она заложена в алгоритм расчета предлагаемого вниманию онлайн-калькулятора:
Калькулятор прогнозируемой мощности, вырабатываемой ветровым генератором
Перейти к расчётам
Не составит трубе провести самостоятельный расчет, чтобы убедиться в весьма невысоких показателях выработки энергии. И это еще – для идеальных условий, когда практически полностью отсутствуют какие-то естественные или искусственные помехи ветру. И еще без неизбежных потерь в системе преобразования выработанной энергии.
Так как и ветровые, и солнечные источники энергии, для того чтобы стать полноценной электростанцией, требуют примерно одинаковой аппаратной оснащенности, их обычно объединяют в одну систему с общим управлениемПонятно, что ветровая электростанция, как сильно зависимая от внешних условия, должна оснащаться системой накопления и преобразования энергии. По этому критерию она мало чем отличается от солнечной. Поэтому очень часто их даже объединяют в общую систему, значительно повышая тем самым ее эксплуатационные возможности.
Ветровой источник электроэнергии – «за» и «против»
Установка ветрового генератора – довольно неоднозначное решение, требующее особого подхода к планированию и оценке работоспособности и рентабельности. Подробнее об этом, а также о возможности изготовления ветрогенератора своими руками – в специальной публикации нашего портала.
Наилучший выход – комплексное использование различных источников электроэнергии
Если владелец дома все же одержим желанием полной автономизации в вопросах электроснабжения, то оптимальным вариантом следует считать создание комплексной энергетической системы. Она будет включать в себя ветровой генератор (один или несколько), требуемое количество солнечных панелей, аккумуляторную станцию, всю необходимую аппаратуру коммутации и преобразования (контроллер, инвертор). И плюс к этому – резервный источник энергии в виде стационарно установленного дизельного или бензинового генератора.
При таком подходе полноценно используются все преимущества каждой из рассмотренных схем, сглаживаются имеющиеся недостатки. И в целом домашняя электростанция предстает полноценным «организмом», способным полностью удовлетворить энергетические потребности загородного дома.
Расширенная схема домашней электростанции с несколькими источниками энергии.Нумерация позиций на этой схеме сохранена, по аналогии с рассмотренной в разделе солнечных электростанций. Но, как видно, есть и существенные отличия.
Итак, в качестве внешнего источника бесплатной энергии одновременно используются и солнечные панели, и ветровой генератор (поз. 1а). При идеальных условиях, то есть в ясный ветреный день они одновременно будут работать на заряд аккумуляторов. Ничего страшного – если уровень заряда достигнет верхнего предела, котроллер или выберет приоритет, отключив один из источников, или даже временно отключит оба.
Понятно, что в ночное время или при длительной пасмурной погоде работать будет только ветряк. Аналогично, при безветрии основным источником энергии становятся солнечные батареи.
Если же обстоятельства складываются таким образом, что ни один из источников не работает полноценно, а накопленного заряда становится недостаточно (аккумуляторы приближаются к нижнему допустимому пределу разрядки), автоматически запускается жидкотопливный или газовый генератор (поз. 6). Он, в зависимости от конкретных условий или произведенных настроек, будет работать или только на подзарядку аккумуляторного блока, или возьмет на себя одновременно и общее энергоснабжение дома.
В итоге хозяева (при наличии достаточного запаса топлива) получаются полностью застрахованными — электроэнергия у них будет при любых складывающихся обстоятельствах.
Безусловно, создание такой универсальной «умной» системы требует профессионального подхода. При составлении проекта предстоит учесть множество исходных критериев, правильно подобрать оборудование, чтобы избежать возможных конфликтов между отдельными узлами и модулями. Реализация проекта потребует очень немалых затрат как в плане приобретения оборудования, так и для проведения монтажных и пусконаладочных работ.
Но зато на выходе будет система, которую при любом рассмотрении можно будет считать полноценной автономной домашней электростанцией.
Узнайте, как сделать солнечный воздушный коллектор своими руками, из нашей новой статьи на нашем портале.
* * * * * * *
В публикации были рассмотрены основные источники получения электроэнергии в условиях домашней автономной электростанции. Правда, «за скобками» остались еще несколько вариантов, которые на практике используются нечасто или даже просто существуют пока только в виде экспериментальных образцов.
Так, если крупно вывезло, и через участок протекает речка или ручей, вполне можно установить водяное колесо или турбину, связанные с генератором. Учитывая то, что скорость потока обычно сохраняется стабильной, такой источник электроэнергии будет работать независимо о капризов погоды. Правда, в зимнее время года в условиях нашего климата большинство подобных водоемов замерзает, что затрудняет работу станции или даже делает ее полностью невозможной.
Если территорию участка пересекает ручей или речка, то почему бы не воспользоваться потенциалом движущейся воды?
Другие способы – более экзотичные. Так, в интернете можно найти и чертежи, и обсуждения проектов станций, вырабатывающих ток из атмосферного электричества. Другим направлением является использование неиссякаемой геотермальной энергии. Но говорить о серьезности таких подходов на современном уровне развития технологий и доступности требуемого оборудования – пока не приходится. Тем не менее, надо полагать, что в будущем подобные источники для получения электроэнергии станут обыденным делом.
Автономный дом — это умный, энергонезависимый, теплый и экологичный дом
Эх, как хочется порой пожить «вдали от шума городского»! Построить бы дом в сосновом бору, да на берегу рыбной речки с плакучими ивами, да посидеть бы с удочкой на рассвете, наблюдая за поплавком слушать в опущенной в воду сетке плескание пойманной рыбы. Но нет в полюбившемся месте ни линии электропередач, ни газовых магистралей, ни, тем более, городской канализации. Сплошная природная красота, пьянящий запах хвойного леса, сверкающая гладь речки, да жужжание комаров над ухом. Вот в такой благодати хочется построить автономный дом, ни от кого не зависящий, чтобы всё было своё: электричество, тепло, городской туалет, верный пёс во дворе, повиливающий хвостом при виде хозяина.
«Размечтался!» – скептически усмехнётесь вы, прочитав данные строки. Дескать, построить дом можно в любом месте, благо в России территории хватает, пса завести не проблема, да где возьмёшь услуги цивилизации? Кто даст свет, тепло, воду, кто подведёт канализацию? Забыл об этом?
Тогда встречный вопрос: а ты не устарел вместе со своим мнением, господин скептик? Ты сам забыл (или не слышал) о современных технологиях строительства, о рациональных применениях альтернативных видов энергии. Слышал о таких? Именно они дают возможность реализовать проект «автономный дом» в любой точке России и своей страны, где проживаешь. Позволяют построить своё семейное гнездо вдали от магистральных коммуникационных сетей, там, где душа пожелает. Где есть экологические условия для жизни. Правда, готовиться к такому шагу надо долго: кое-какие средства накопить не помешает. Проект того стоит. Но это другой вопрос. Тема сегодняшнего разговора: как снабдить своё имение независимым характером.
Возведение такой усадьбы обойдётся дороже заурядного домишки, зато потом вы навсегда забудете о ежемесячной оплате за свет, газ, тёплую воду, отопление, канализацию и прочие услуги полюбившимся ЖЭКам. На всю жизнь расстанетесь с обязательными платежами, изрядно облегчающими ваш кошелёк.
Интересно? Хочется воскликнуть из поэмы «Бородино» словами Лермонтова
Скажи-ка, дядя…
Тогда слушай, читай, запоминай. Автономный дом должен начинаться с проектирования. При этом учитывается ландшафт местности, климатические условия, сила ветра, годовое количество солнечных дней, уклон участка, близость грунтовых вод, годовые осадки…
А это ещё зачем – осадки, ветер, солнце? Резонный интерес: такие знания дают ответ на вопрос, из каких материалов надо строить дом: из дерева, кирпича, камня, или самодельного глинобитного изделия. Какую бы местность ни взял, везде надо подстраиваться под капризы матушки-природы.
В южных краях неплохо предусмотреть дополнительную естественную вентиляцию, расположить спальню так, чтобы вас будили первые лучи солнца (для здоровья очень полезно просыпаться и вставать на зорьке). Вечером спальня должна быть в тени, чтобы не нагревалась на ночь. На севере жить собрались – тогда меньше широких окон для сохранения тепла, а на северной стороне дома их вообще не должно быть. Мельчайшие детали надо предусмотреть в стадии планирования. Потом переделывать обойдётся дороже.
Но это не самое главное. Понятие «автономный дом» таит множество инженерных сооружений для использования энергии солнца, земли, воды, ветра. Такой проект вобрал определения – пассивный и умный дом. Пассивный – попросту говоря, тёплый. У которого стены из материала малой теплопроводности. Окна – тройного остекления. Используемые при возведении такого дома пенополистироловые блоки дают возможность сократить трудозатраты, стоимость, сроки строительства.
Можете поинтересоваться: что такое «умный» дом? – О! Это проект высокого полёта, не всякому по плечу. Мечтать может каждый, а вот осуществить… Задача с тремя неизвестными.
Зато после её решения, проект «умный дом» обеспечит вашу безопасность, комфорт, экономию электричества, тепла, воды за счет полной автоматизации привычных, повседневных действий. Покажем наглядно.
У вас дома несколько комнат на разных этажах. В некоторых, например, в библиотеке, вы бываете только по вечерам, после работы. А целый день она нагревается до 22-24 градусов, когда там никого нет. Зачем? Рациональной такую ситуацию не назовёшь. С таких, на первый взгляд, мелочей складывается огромный расход энергии и средств.
Или в гостиной находитесь тогда, когда встречаете гостей. А они к вам приходят только по субботам. Что, целую неделю батареи будут «пахать», как угорелые на обширный зал? Тратится уйма энергии. Зачем? – Умный дом, регулирует тепло, подаёт его в комнату, когда вы там находитесь, сокращает доступ горячей воды к батареям, когда уходите. То есть, автоматически создаётся комфортная температура в каждой комнате отдельно, по мере надобности. Установил на пульте низкую и высокую температуру – система чётко выполнит вашу установку. Уходите из комнаты – температура падает до нижнего предела, приходите – температура поднимается до установленного вами верхнего уровня. Таким образом, навсегда забудете, что такое жара или холод в вашем жилище. Идеальные экологические условия!
Или подъезжаете к дому на машине, за сто-двести метров нажимаете кнопку пульта – ворота вашей усадьбы автоматически раздвигаются, затем открывается гараж и вы, ни на секунду не задерживаясь у ворот и не выходя из машины, свободно и быстро ставите её на место. Без нажатия на пульт ворота за вами автоматически закрываются. Сказка? – Нет, это работа системы умного дома.
Вы входите в комнату – появляется свет без вашего вмешательства, уходите – лампочка тухнет. При включении телевизора верхний свет автоматически гаснет, включаются настенные бра, чтобы не утомлять глаза при просмотре кино, телепередачи.
То есть, вы забываете о включении-выключении света, об отоплении, кондиционировании комнат, о круглосуточном наблюдении видеокамер за вашей территорией и в случае каких-либо помех система немедленно сообщит об этом.
При установке такого оборудования надо, естественно, вначале изрядно потратиться. Зато через три-пять лет расходы компенсируются и вы получаете эти сказочные блага совершенно бесплатно на всю оставшуюся жизнь. Вот что такое «умный» дом.
Понятие «автономный дом» включает в себя оба определения: это пассивный (то есть, тёплый) дом и оборудованный системой «умный» дом. Для имеющих финансовую возможность всегда можно заказать всё, что пожелаете. Ваш дом превратится в сказочный дворец: тепло, светло, уютно! И без вашего вмешательства. Всё происходит автоматически. Вдали от шума городского и среди природы. Внутри дома – полностью вся цивилизация, о какой может только помечтать любой столичный житель.
Откуда дровишки?
Действительно, откуда же автономный дом возьмёт тепло, электроэнергию, воду в кранах, если в округе лишь одна замечательная природа — лес, река и вблизи никакой цивилизации? Неужели дровишками топить и освещаться?
Посмотрите на эту фотографию: нравится дом? Заметили на крыше солнечные батареи? А в земле металлическая спираль для отбора тепла и передачи его в дом. То есть, установлена система геотермального отопления, где с помощью рабочей жидкости – фреона — поступает в дом тепло. А солнечные батареи и установленный вблизи дома ветрогенератор дают электроэнергию, которая освещает дом, качает воду из скважины, оживляет энергией все приборы умного дома.
Вот вам альтернатива «дровишкам». Запасы энергии никогда не иссякнут, потому что ветер, солнце были, есть и будут, а тепло земли к вашим услугам. Ни о каких дровах речи не может быть: вы не рубите лес, не губите окружающую красоту, не берёте от природы ничего, кроме экологически чистой ветровой и солнечной энергии.
Несколько строк о деталях монтажа оборудования. При обустройстве независимой системы водоснабжения не избежать такой работы: надо проанализировать качество подземных вод, пробурить скважину, или обустроить колодец, установить фильтры для воды, установить насос, провести водопровод от скважины к дому, обустроить внутреннее водоснабжение.
Ещё такая немаловажная деталь: лучше пробурить скважину, чем рыть колодец. Это сохранит воду от попадания внешних загрязнителей.
Полностью приобретается независимость вашего дома от коммунальных служб, что освободит вас от проблем аварийности и прекращении подачи воды при профилактике сетей, от перебоев горячей воды, отключения отопления. Автономная система холодного и горячего водоснабжения полностью устранит обязанность платить ежемесячно, не зная за что начислены платежи. Унизительное занятие – платить, не ведая за что.
Что такое хорошо…
Поговорим о плюсах и минусах проекта «автономный дом». Есть ли выгоды от такого жилого комплекса:
- Бесплатное поддержание постоянного комфорта, здорового микроклимата в жилых комнатах при ежегодно растущих ценах на энергоносители;
- Не зависящее от общественных электросетей и коммуникационных сооружений оборудование;
- Полная самостоятельность по содержанию жилища, защищённая от скачков рыночных цен на коммунальные услуги;
- Благодаря высоким технологиям оборудования увеличивается срок службы помещения;
- Полностью исключены опасности возникновения пожаров, взрывов ввиду отсутствия котельной, ёмкости для горючего;
- Отсутствие вредных выбросов в атмосферу;
- Современный фешенебельный внешний и внутренний вид сооружения.
…И что такое плохо:
- Дороговизна на этапе строительства, монтажа оборудования и значительный срок окупаемости до 5 лет;
- Дефицит квалифицированных специалистов, могущих справиться с задачами по качественному монтажу оборудования.
Некоторые считают цену автономного дома высокой. На самом деле, если посчитать внимательно, она всего на 15 – 20 % выше, чем при возведении обычного здания без всякого оборудования.
Но все минусы вполне преодолимы, найти выход из любого тупика можно, если сильно захотеть жить после всей строительной эпопеи, не оплачивая за свет, за тепло, за горячую воду, за канализацию. Живи, наслаждайся свободой, автономией своего семейного гнезда, природой вокруг, речкой, полной карасей для утренней ухи. Да не забудь просыпаться на зорьке. Это прибавляет здоровья, бодрости на весь день.
В.Ильин
Автономный дом в Альпах :
Построил дом — никому не должен. Автономные системы / Устройство убежища / НеПропаду
Считаю важным, в меняющемся и непостоянном мире, быть абсолютно независимым на сколько это возможно. В данный момент рассматриваю вариант устройства дома с автономными системами жизнеобеспечения, замкнутого цикла и экологически безопасного. С местом (регионом) строительства каждый решает для себя сам и, более того, об этом много статей и постов. Решил поделится найденной информацией и мыслями по данному поводу. В большей степени выкладываю картинки для наглядности. Вариантов очень много, покажу некоторые из них.Все начинается с проектирования. Необходимо учитывать множество факторов. Экодом должен обеспечиваться теплом, горячей водой и электричеством только за счет солнечной энергии и являться домом нулевого энергопотребления (не использующим невозобновимые источники энергии). Получение тепловой энергии из солнечного излучения осуществляется в солнечных (воздушных или жидкостных) коллекторах, а электрической энергии — в солнечных батареях. Избытки тепловой энергии накапливаются и хранятся в сезонных и суточных аккумуляторах тепла. Длительному сохранению тепла в доме способствуют также архитектурные и конструкторские решения, эффективные утеплители. При недостатке «солнечного» тепла и электроэнергии в экодоме используются другие генераторы тепла на возобновимом топливе, а так же централизованная энергосистема. Для строительства экодома должны использоваться местные строительные материалы, малозатратные по способу добычи, переработке, перевозке, позволяющие применять технологии строительства дома без тяжелой техники. При эксплуатации экодома необходимо применять естественные биоинтенсивные технологии для переработки и утилизации органических отходов (твердых, жидких) и для повышения плодородия почвы, выращивания сельхозпродукции. Это можно обеспечить ведением органического земледелия и выращивания компостных культур для удобрения сада-огорода без привоза удобрений извне. Экодом должен обеспечить накапливание экологического ресурса участка, на котором он построен.
Пример.
1.Солнечный коллектор.
2.Грунтовой сезонный тепловой аккумулятор.
3.Трубы каркаса с вентиляционными каналами.
4.Соломенные блоки.
5.Вентиляторы системы принудительной вентиляции.
6.Теплообменник-рекуператор.
7.Канал в грунте.
8.Армированное стекло
9-10.Полимерная гофрированная трубка.
11.Теплоизолированный бак горячей воды.
12,14,15,20.Воздушно-дренажные каналы.
13.Теплоизолированный гравийный фундамент.
16,17,18.Задвижки.
19.Локальная система биообработки и утилизации стоков для повышения плодородия приусадебного участка.
Архитектура
Пример дома с элементами солнечной архитектуры.
При проектировании необходимо учитывать количество членов семи и будущие потребности.
Архитектура экодома-коттеджа. Внешний вид и планировка
Архитектура экодома-подворья из разных строений
При планировании надо стремиться к уменьшению размеров придомового участка, изымаемого из природы (площадь самого дома и площадок с твердым покрытием). Планировка участка предполагает оптимальное взаимное расположение дома, цветника, ботанической площадки с учетом естественного уклона, направления ветров, окружающей растительности, распределения грунтов. 
Планировка участка и прилегающей территории для экодома с активным ведением на участке сельхоздеятельности.
Утепление.
Утепление. Будем исходить из того как теряет тепло традиционный дом.
Все внутренние отапливаемые помещения в разных вариантах конструкции экодома должны быть так теплоизолированы от внешней среды, чтобы теплопотери за год были меньше, чем количество тепла, которое можно получить за год от солнца и аккумулировать в доме. Особое внимание следует обратить на то, чтобы в конструкции корпуса не было мостиков холода.
Как должен быть утеплен экодом
Схемы утепления разных конструкций корпуса экодома. 
Фундамент
Традиционно используются следующие типы фундаментов: столбчатые, ленточные, фундаменты из мелких блоков. 
Для строительства экодома из этих типов фундаментов лучше подходит буронабивной.
Достоинства. Буронабивной фундамент минимально разрушает ландшафт, он дешевле, т.к. исключается рытье котлована, такой фундамент не требует утепления, гидроизоляции и пароизоляции. На его строительство расходуется меньше бетона и его исполнение возможно без тяжелой строительной техники. Не требуется защиты от радона.
Замечание. При таком фундаменте экодом не имеет подвала. Для размещения инженерного оборудования строится специальное техническое подполье, значительно меньшее, чем подвал. Оборудование можно разместить также в цокольном этаже или в техническом помещении первого этажа. 
Ленточный фундамент для дома.
Фундамент из мелких блоков.
Дренажная система при устройстве фундамента.
Для увеличения долговечности фундамента и защиты его от подземных вод, дождевой и талой воды, просачивающейся с поверхности земли, вокруг фундамента устраивают дренажную систему.
Узел состыковки фундамента, перекрытия и стены. 
При проектировании узла сочленения фундамента, перекрытия и стены надо избежать мостиков холода. 
Перекрытие первого этажа
Возможны три варианта перекрытий для первого этажа:
а) над отапливаемым подвалом
б) над вентилируемым подпольем
в) по грунту. 
Стены
При строительстве экодома могут использоваться различные типы стен. Важно обеспечить необходимую теплозащиту и тепловую инерцию экодома. Конструкция стены выглядит следующим образом, если послойно рассматривать ее в направлении изнутри — наружу: сначала идет слой отделки (побелка, обои и т.д.), затем — слой штукатурки, пароизоляция, несущая часть стены (из кирпича, бетона, дерева, грунтоблоков и т.д. или каркас), слой утеплителя, вентилируемый зазор, облицовка. Для упрочнения конструкции стены между слоями устраиваются специальные связи. Стена может состоять из однородного теплоизолирующего материала, а может состоять из тяжелой несущей части и легкого утеплителя. В последнем случае утеплитель всегда располагается снаружи. 
Утеплитель
При строительстве энергоэффективного дома можно использовать любой утеплитель. Лучше всего со сроком эксплуатации, равным сроку эксплуатации дома. Утеплитель должен обеспечить такую теплозащиту дома, чтобы суммарные теплопотери зимой были меньше, чем количество солнечной энергии, накопленной летом в сезонном аккумуляторе.
Наиболее широко применяются два типа утеплителя: засыпка легким материалом и плиты из тонких искусственных волокон. При использовании засыпки необходимо предусматривать будущую усадку. Плиты из утеплителя применяются по рекомендации изготовителя. Если срок действия утеплителя меньше срока эксплуатации, необходимо предусмотреть технологию его замены, в том числе — демонтаж облицовки. 
Перекрытие второго этажа
Перекрытие между первым и вторым этажами обыкновенное, если второй этаж отапливаемый
Крыша
Типы крыш: совмещенная (применяется для мансардного этажа) и холодная традиционная (для обычного одноэтажного и обычного двухэтажного дома). 
Окна, двери.
Простейший способ добиться повышения энергоэффективности окна — это исключение функции проветривания (вентиляции), — и применение теплоэффективных ставень. Простая конструкция окна с внутренней задвигающейся теплоэффективной ставней.
Окно с тройным остеклением и теплоэффективной задвижной ставней.
Входной тамбур
Входной тамбур может быть совсем небольшим — иметь размеры равные толщине стены и размеру дверей. Для удобства проход в технический подвал и в погреб в зимнее время года можно сделать из тамбура, сделав его достаточно большим (выход из тамбура в ледник делать не обязательно, т.к. он эксплуатируется в летнее время года). 
Система отопления
Система воздушного солнечного обогрева.
Если построить теплый экодом, как описано в предыдущей главе, то прямое использование солнечной энергии с середины февраля по май и с сентября по октябрь, обеспечит экодом теплом.
В этот период отапливать экодом проще всего при помощи воздушных солнечных коллекторов. Типичная система воздушного солнечного обогрева представлена на Рис. Система состоит из воздушного солнечного коллектора, воздуховодов, вентилятора. Если температура в помещениях недостаточна, то горячий воздух из коллектора попадает в комнату. Более холодный воздух из комнаты подается в воздушный коллектор и подогревается в нем. Если в помещениях тепло, то горячий воздух поступает в тепловой аккумулятор. Воздух начинает циркулировать, когда работает вентилятор, который приводится в действие солнечной батареей. Такая система удобна тем, что вентилятор работает только тогда, когда солнечная батарея вырабатывает электричество и именно в это же время солнечный коллектор нагревает воздух. Весной осенью система работает на нагрев помещения и на накопление тепла в суточном аккумуляторе. Летом эта энергия накапливается в сезонном аккумуляторе. 
Воздушный солнечный коллектор
Площадь воздушных коллекторов, необходимая для нагрева помещений в экодоме определяется теплотехническими параметрами дома. В отсутствии солнца недостаток тепла компенсируется дровяной печью медленного горения с каталитическим дожиганием горючих газов. 
Каталитическая печь медленного горения
В настоящее время солнечная система обогрева не в состоянии обеспечить полностью отопление дома весь отопительный период. Поэтому для подогрева экодома используются дополнительные печи на растительном топливе. Самые лучшие — это дровяные печи медленного горения с каталитическим дожигом горючих газов (Рис. 6.3). Низкие теплопотери экодома позволяют использовать печи малой мощности. Кроме того, дрова являются возобновимым источником энергии. 
Теплый пол.
Воздушное отопление
Схема установки печи-калорифера для системы воздушного отопления дома:
1 — калорифер; 2-4, 6 — каналы; 5 — решётка; 7 — вентилятор.
Печь-калорифер
Печь-калорифер, разрез
Соединение калорифера с топливником
схема распределения тепловых потоков в доме с воздушным отоплением
Система ГВС.
Водогрейные системы, использующие солнечную энергию, бывают двух типов: с естественной и принудительной циркуляцией воды. 
Термосифонная водогрейная система с водяным солнечным коллектором
Система солнечного нагрева воды с принудительной циркуляцией.
Суточный водяной аккумулятор тепла
Суточный водяной аккумулятор тепла.
ЭГ — электрогенератор;
ТГ — теплогенератор;
1 — бак с водой; 2 — дымовые трубы; 3 — кожух; 4 — каналы подачи теплого чистого воздуха; 5 — нижняя (входная) дымовая камера; 6 — верхняя (выходная дымовая камера; 7 — подача дыма в регенератор; 8 — подача чистого воздуха к ТА; 9 — кожух; 10 — поверхность теплообмена; 11 — забор чистого холодного воздуха; 12 — забор теплого отработанного воздуха; 13 — выхлопная труба; 14 — переключатель; 15 — канал подачи сбросного воздуха в теплицу; 16 — шторки; 17 — вент-каналы вертикальные; 18 — дымосос.
Холод
Встроенный в стену зимний холодильник
Погреб
Ледник
Обыкновенный земляной погреб
Погреб-лабаз для хранения овощей
Земляной погреб на склоне
Погреб с надстройкой погребицей
Пристенный погреб
Система вентиляции
Естественная вентиляция
Вытеснительную схему, применяемую для экодома в целом, необходимо дополнить традиционной схемой с контролируемым притоком и оттоком воздуха для кухни, ванной комнаты и туалета, причем вытяжку надо устраивать через туалет. В случае принудительной вентиляции необходимо применять сбалансированную систему 
Рекуперация тепла в системе вентиляции
Такие системы позволяют вернуть 50-70 % тепла в дом.
Пластинчатый рекуператор тепла для системы с принудительной вентиляцией. 
Роторный рекуператор тепла для системы с принудительной вентиляцией
Система водоснабжения
Водоснабжение экодома для питья и хозяйственных нужд может осуществляться от централизованных систем водоснабжения (водопровода) и от индивидуальных источников (колодцы, скважины).
В экодоме предусмотрена система сбора и накапливания дождевой и талой воды. Для этого, со всех поверхностей экодома и прилегающего участка с твердым покрытием по специальным водотокам вода собирается в накопительный резервуар или небольшой пруд.
Биопереработка твёрдых органических отходов
Органические отходы перерабатываются в специальных биореакторах в техническом подвале или на участке методом компостирования с последующей утилизацией на ботанической площадке участка. 
Однокамерный безводный биотуалет непрерывного действия (Кливус-Мультрум) 
Двухкамерный безводный биотуалет 
Комбинированный контейнерный биотуалет со смывом и фильтрацией стоков
Переработка и утилизация бытовых стоков
Простейшая система накопительного типа
Система раздельной очистки бытовых сточных вод
с использованием компостирующего биотуалета 
Система раздельной очистки бытовых сточных вод с использованием смывного туалета
Система для повторного использования воды 
Жироуловитель 
Фильтр для стоков от стиральной машины 
Эффективный септик, совмещенный с фильтром 
Фильтрующая траншея 
Фильтрующая кассета 
Почвенно-песчаный фильтр 
Ботаническая площадка 
Накопительный пруд
Идей и технологий много. Можно использовать отдельные методы и принципы, но результата можно добиться в совокупном использовании целой системы.
Пока все. Хорошего настроения.
Дом «Elemental» – комфортный и полностью автономный
В часе езды от Мельбурна, примерно 75 км на север, австралийская архитектурная компания Ben Callery создала удивительный жилой дом «Elemental» для семейной пары – комфортный особняк, площадью 150 кв. м., является полностью автономным.
Удивительный и необычный особняк
Для начала, надо разобраться с часто употребляемым термином «полностью автономный дом». Наверное, в условиях современной цивилизации, конкретно в развитой Австралии, практически невозможно создать «полностью независимое» жилое здание. Поэтому под таким термином обычно понимают отдельный особняк, владельцы которого не подключились к внешним поставщикам энергии и воды, не платят за коммунальные услуги, а обеспечивают себя самостоятельно. Естественно, что вопросы налога на недвижимость, мобильной связи, интернета и прочих «благ цивилизации» не обсуждаются при рассмотрении автономных домов.
Идея автономного особняка «Elemental House» совершенствовалась постепенно, путем совместной работы заказчиков и специалистов из компании Ben Callery Architects. В начале этой истории семейная пара из Мельбурна, приближаясь к пенсионному возрасту, обратилась к местным архитекторам с просьбой создать комфортную виллу для отдыха за городом. Ознакомившись с участком под будущий особняк, руководитель компании Бен Каллери загорелся идеей воплотить свою давнюю мечту – создать полностью автономный дом.
Месторасположение «Elemental House» – суровая австралийская «глубинка», хотя всего около 75 км на север от Мельбурна, но никаких финансово доступных поставщиков энергии или воды нет в радиусе десятков километров. Помимо палящего солнца, в этом районе дуют ветры с рейтингом N-3, с порывами до 150 км/ч и постоянная угроза лесных пожаров. Учитывая отдаленность участка, клиенты волновались о том, что мало какая строительная фирма согласится работать над проектом, поэтому с радостью согласились на смелое предложение от Ben Callery Architects по созданию круглогодичного автономного дома.
Итак, вилла «Elemental House» состоит из двух частей: первая зона – хозяйственная, содержит 2 резервуара для воды на 20 тыс. и 10 тыс. литров, гараж, хранилище и всё необходимое оборудование для подачи воды и электричества в жилую зону. Вторая зона – сам особняк с площадью 150 кв. м.
В деревянном жилом доме одна спальня, одна ванная комната, большая гостиная с кухней открытой планировки и две просторные террасы. Особняк выглядит «крепким и приземистым», ведь такая форма обеспечивает защиту от сильных ветров. Высокий уровень теплоизоляции и двойное остекление позволяют удерживать комфортную температуру в жилых помещениях. Спальня и гостиная ориентированы на север c роскошным видом на окружающий пейзаж, для защиты от жарких лучей солнца используется крыша с «козырьками».
Окна реализованы максимального размера, который допустим при такой ветровой нагрузке и приподняты над землей на 40 см в соответствии с правилами строительства в пожароопасном регионе. Вдоль всего фасада размещен внутренний мягкий широкий подоконник, сидя или лежа на котором жильцы могут наслаждаться панорамным видом.
«Прибыв к участку из города на машине, возникает потрясающее чувство тишины и небытия, за исключением шелеста высокой травы на ветру. Здесь ты чувствуешь себя таким обнаженным. Нет тени, кроме двух грубых деревьев», – рассказывает Бен Каллери.
Особняк «Elemental House» не подключен к канализации, водоснабжению, электросети. Дождевая вода собирается в два резервуара, отопление – печь на дровах, охлаждение – сплит-система мощностью 5 кВт, электричество – 24 солнечные панели. Подробные технические характеристики не приводятся, но после завершения строительства в 2018 году владельцы довольны уровнем жизни и комфортом в доме. Они не используют мощные посудомоечные и стиральные машины, а для всех остальных приборов электроэнергии хватает.
Конечно, можно придраться к утверждению авторов о «полной» автономности дома, хотя все прекрасно понимают, что всего час езды до Мельбурна обеспечивает необходимую надежность жизни. Если, например, вдруг не хватит дождевой воды, то ее можно доставить из города. Да и вывоз мусора и очистку туалетной системы надо проводить достаточно регулярно. Во всем остальном, «Elemental House» – это современный комфортный автономный особняк, вышедший в финал многих архитектурных конкурсов 2019 года и претендующий на звание «Дом года». Стоимость уникального проекта традиционно не афишируется.
Этот полностью автономный мини-дом построен своими руками
- Автор: Елена
- 03.04.2019, 12:31
Любое строительство своими руками – дело хлопотное и затратное по времени, не говоря уж о возведении собственного мини-дома, независимого от внешних электрических и прочих коммунальных сетей. Но это не помешало молодой семье из Мауи (Гавайские острова) взять на себя такую задачу, которую они успешно выполнили. Крошечный домик Зены и Шейна Фонтанилья, имеющий площадь всего 33,45 кв. метров, представляет собой невероятное сочетание красивого дизайна и современных автономных систем, обеспечивающих здание водой и электроэнергией от возобновляемых источников.
Просторная гостиная с высокими потолками
Крошечный домик Зены и Шейна Фонтанилья площадью всего 33,45 кв.м.
После свадьбы пара решила отказаться от покупки большого семейного дома, за который нужно будет десятилетиями отдавать долги. Вместо этого они решили построить свой собственный мини-дом, чтобы вести в нем жизнь, о которой они мечтали. Зена и Шейн начали строительство в 2014 году, выполняя большую часть работы самостоятельно, а также прибегая к помощи друзей, родственников и телевидения.
«Просмотр передач Tiny House Nation на HGTV помогло нам отточить идеальный дизайн дома»— рассказала Зена в интервью Design*Sponge.
Первым шагом к созданию дома для Зиены и Шейна стала разработка макета дизайна. Следующим шагом был поиск трейлера, который бы соответствовал разработанному дизайну, и тогда они столкнулись со своим первым препятствием. Не найдя подходящего трейлера, семья решила его сделать своими руками – каркас мини-дома изготовлен из деревьев, срубленных неподалеку.
Зене и Шейну понадобилось около двух лет, чтобы построить крошечный домик своей мечты. Расположенный на большом земельном участке, он имеет просторную гостиную с высокими потолками и большими окнами и спальню на мансарде. Практически белые стены контрастируют с темными деревянными балками, что делает интерьер дома ярким и современным.
Автономный мини-дом для Зены и Шейна Фонтанилья
Белые стены контрастируют с темными деревянными балками
Дом полностью приспособлен для комфортного проживания семьи из трех человек.
В дополнение к красивому интерьеру, крошечный дом полностью автономен. Солнечная батарея генерирует достаточно энергии для нужд семьи.
Солнечная батарея генерирует достаточно энергии для нужд семьи
А изготовленная по индивидуальному заказу система сбора воды емкостью 3000 галлонов позволяет семье собирать и использовать дождевую воду для удовлетворения потребностей семьи в водопользовании.
Система сбора дождевой воды
Для минимизации потребления энергии дом оснащен энергосберегающими приборами и безводным биотуалетом.
фотоматериал: inhabitat.com
Подписывайтесь на канал «Взавтра.Net» в Яндекс Дзен, чтобы узнавать о новостях первыми.
Понравилась новость, не забудь поделиться ей с друзьями: