Инженерное оборудование для дома и участка - Евгений Колосов

В настоящее время приобрести ветроэнергетическую установку, причем не только импортного, но и отечественного производства, не проблема. Понятно, что стоимость ее напрямую зависит от мощности, например ветроэнергетическая установка в 1 кВт (она даст 120 кВт в месяц) обойдется примерно в 35000 руб.

Наличием сильных ветров на территории России могут похвастаться не все регионы. Это же относится и к солнечным дням, количество которых в разной местности различно, хотя даже сильная облачность не мешает получать 100 Вт с 1 м2. Чтобы выработать 10 кВт энергии, необходимо, чтобы площадь солнечных батарей составляла 100 м2.

Чтобы солнечную энергию преобразовать в электрическую, потребуются специальные элементы, сам же процесс трансформации называется фотоэлектрическим эффектом, а модуль, использующийся для этого, — фотоэлектрическим элементом.

По обе стороны фотоэлемента смонтированы токоотводы. Когда солнечные лучи попадают на фотоэлемент, часть света (фотон) поглощается. При этом освобождается один электрон. В этот момент образуется ток. Электричество, образованное в солнечном элементе, может сразу использоваться или накапливаться в аккумуляторной батарее. Отдельные фотоэлементы не в состоянии обеспечить дом необходимым количеством энергии, поэтому их собирают в панели, различные по размеру и типу. Как правило, это кремниевые фотоэлектрические модули, размер которых варьируется от 0,4 до 1,6 м2, мощностью 40–160 Вт.

Будучи объединенными, панели образуют солнечные батареи. Коэффициент полезного действия солнечных панелей пока невелик и составляет 5–15 % (только 15 % света преобразуется в электрическую энергию).

Комплекс солнечных батарей с контроллером, инвертором, аккумуляторами, кабелем, электронагрузкой и поддерживающей структурой называется солнечной станцией, которая может рассматриваться и применяться в качестве системы аварийного источника электроснабжения (рис. 50).

Рисунок 50. Устройство резервной фотоэлектрической системы: 1) солнечные панели; 2) инвертор; 3) аккумулятор; 4) сеть; 5) нагрузка

Стоимость станции из четырех модулей мощностью 115 Вт, двух аккумуляторов, инвертора мощностью 1 кВт и контроллера составит примерно 125000 руб. Достаточно ли такой станции для обеспечения электроэнергией индивидуального дома, зависит от энергозатрат, которые перед покупкой комплекса необходимо подсчитать (если электричество в доме есть, то помогут показания счетчика за месяц; если оно не заведено, то следует установить все предметы, которые являются потребителями энергии, сложить их мощность и умножить на количество часов работы в месяц — это и будет количество энергозатрат). Разумеется, необходимо оптимизировать количество потребляемой энергии, например за счет установки энергосберегающих лампочек, уличных фонариков, работающих от солнечной батареи, и т. д.

Соединения и ответвления проводов и кабелей необходимо выполнять в специально предназначенных для этого разветвительных и соединительных коробках (их можно различить по количеству отверстий: в первых их четыре, во вторых — два).

Надо признать, что альтернативные источники энергии еще не превратились в обыденность, поскольку первоначальные затраты на приобретение оборудования достаточно высоки, и окупятся они не ранее чем через 10 лет. Однако перспективы, которые открываются, как утверждают ученые, огромные.

На случай перебоев с электроснабжением предназначаются и автономные источники энергии — передвижные электростанции. Они мобильны, компактны, мощны, обладают значительным ресурсом, долговечны, работают с достаточно низким уровнем шума и при большом перепаде температур — от +45 до –50 °C.

Основными комплектующими передвижной электростанции являются генератор и двигатель внутреннего сгорания. В зависимости от типа генератора, различают станции синхронные (для применения при аварийной ситуации) и асинхронные (для поддержания напряжения в сети и подключения электроприборов, реагирующих на скачки напряжения).

Передвижные станции могут работать на бензине или дизельном топливе. Первые используют в качестве источника электроснабжения при перебоях с подачей электричества. Их мощность колеблется в пределах от 0,5 до 12 кВт, чего вполне хватает для выполнения незначительных объемов работ. Генератор оснащен автозапуском, т. е. он начинает действовать при отключении электричества. Уровень шума бензиновых электростанций примерно на 20–30 % ниже, чем дизельных.

Дизельная электростанция рассчитана на постоянную работу. Ее мощность варьируется в значительном пределе — от 12 до 2500 кВт. Станции могут давать разное количество оборотов в минуту — до 3000 об/мин. Для постоянного энергоснабжения дома и участка достаточно, если этот параметр будет составлять 1500 об/мин. Дизельные станции последнего поколения могут бесперебойно работать круглый год.

При покупке передвижной электростанции надо выбрать агрегат необходимой мощности. Для этого надо установить, какие именно приборы будут работать от нее. Среди постоянных потребителей энергии нужно назвать холодильник, лампы, среди периодически включаемых — утюг, электроинструмент и т. п. Чтоб рассчитать мощность станции, надо суммировать мощности тех приборов, которые активно эксплуатируются, и прибавить дополнительно 20 %. Если потребности небольшого садового домика обеспечит станция мощностью 2 кВт, то для индивидуального благоустроенного дома потребуется станция мощностью 10–20 кВт.

Неисправности и способы их ликвидации

Прежде чем говорить о возможных неполадках в электроустановочных изделиях и способах их устранения, следует особо подчеркнуть необходимость их обесточивания перед выполнением ремонта. Перечислить все возможные дефекты не представляется реальным, поэтому рассмотрим только самые распространенные из них.

1. Правильно эксплуатирующаяся проводка прослужит не один десяток лет. Однако она может пострадать в результате механического воздействия, вследствие токовой перегрузки, если защита не срабатывает, и после включения в сеть неисправных электрических приборов. Как правило, это заканчивается замыканием или обрывом. Обрыв открытой электропроводки можно увидеть сразу и устранить его. Обрыв при скрытой проводке потребует тестирования через распределительные коробки. Участок обрывов подлежит замене. В последующем надо избегать превышения допустимой нагрузки на провода, их увлажнения и механических повреждений.

2. При эксплуатации штепсельных розеток нередко наблюдаются такие явления, как нагрев соединения, нагар на контактах и оплавление. Причина этого — ослабевшие пружины, которые сжимают контактные гнезда. Для устранения неполадки пружины следует сжать или заменить, благодаря чему контакт штифтов штепсельной вилки и гнезд розетки восстановится. Однако розетку требуется заменить, если отсутствуют запасные сжимные пружины, на корпусе имеются трещины, сколы и другие дефекты.

3. При резком выдергивании штепсельной вилки из скрытой розетки она может выпасть из коробки. Ее надо вставить обратно, проследив за тем, чтобы провода не оказались под распорными лапками. Винты крепления лапок надо закручивать равномерно и по очереди.

4. Если нагревается тройник, причиной этого может быть одновременное подключение к нему нескольких электрических приборов большой мощности. Этого нельзя допускать, так как провода, подведенные к розетке, испытывают перегрузку, перегреваются, отчего страдает изоляция.

5. Частым дефектом в работе выключателя является механическое заедание клавиши или рычажка. Причины могут быть различными — отломанные контактные пружины, трещины в корпусе, оплавившиеся контактные пластины и др. Такой выключатель не ремонтируют, а заменяют.

6. Если перегорела электрическая лампа и ее замена не дала результата, то причиной может быть патрон. Надо проверить наличие касания цоколя лампы с центральным контактом. Если он отсутствует, необходимо его слегка отогнуть. Если на патроне отломаны контактные стойки, если обгорел его корпус, на нем появились трещины и иные дефекты, то нужно заменить патрон.

Устанавливая в доме выключатели, желательно монтировать их так, чтобы включение во всех помещениях было одинаковым, т. е. чтобы клавиши нажимались на верхнюю часть или на нижнюю. Во-первых, это удобно (не будет путаницы); во-вторых, предупреждает перерасход электроэнергии.

7. Если лампа накаливания не выкручивается из патрона, то причина, возможно, в том, что цоколь заржавел или центральный контакт приварился. При прикладывании чрезмерного усилия цоколь лампы отрывается. В таком случае надо, вращая стеклянную колбу, оторвать проволочки, на которых она держится, плоскогубцами захватить и выкрутить цоколь. Если это не получилось, придется разобрать патрон.