Без електроенергії в Україні наразі залишаються близько 660 тисяч споживачів, а без газу біля 240 тисяч абонентів. Такі дані станом на 28 липня 2022 року повідомили у Міністерстві енергетики. І хоча енергетики докладають максимальних зусиль, щоб якнайшвидше повернути енергопостачання громадянам, військові дії значно ускладнюють ремонтні роботи. 

“Українська енергетика” дослідила досвід та приклади підгтовки мешканцями своїх домогосподарств до життя у режимі власного енергозабезпечення та розпитала фахівців про те, як грамотно підготуватись до можливих критичних ситуацій, які можуть виникнути у разі порушення постачання електрики, газу та тепла.

 

Тепловий насос та сонячні батареї стали основними джерелами енергії для приватної оселі 

Родина Олени з Києва почала впроваджувати принципи автономного енергозабезпечення у власному будинку ще п’ять років тому. Це був свідомий вибір на користь відновлюваних джерел енергії.  

Власники приватного будинку виховують трьох дітей за принципами “чистого” господарювання: тут впроваджують енергоефективні технології в обладнанні будинку, сортують сміття, компостують органічні відходи, користуються багаторазовими сумками. 

Олена підкреслила, що родинна оселя – результат втілення давньої мрії мати екологічне та енергоефективне житло. Першим кроком до “зеленого” існування став електромобіль, а далі справа була за спорудженням будинку, де подружжя втілило багато "зелених" задумок, включаючи геотермальний насос та власну сонячну станцію, які тепер забезпечують енергетичну незалежність оселі.

“Ми з чоловіком спроєктували будинок, враховуючи кілька параметрів. Сонячні панелі на даху і на терасі орієнтовані на південь, товсті стіни та зовнішнє утеплення підтримують у будинку температуру за принципом термосу. Житлові кімнати з великими вікнами розташовані на сонячній стороні, а технічні приміщення мають менші вікна та знаходяться з північної сторони”, – перелічила переваги проєкту Олена.

 

Домашня сонячна станція на подвір’ї та даху приватної оселі у Києві. Джерело: фото власників домогосподарства

 

Завдяки просторовим рішенням майже у кожному приміщенні будинку є природне освітлення, що дозволяє використовувати менше електроенергії, навіть вхідні двері господарі обирали з невеликим вікном, щоб зовнішнього світла вистачало на коридор.

Сонячна станція потужністю 30 кВт працює на “зеленому” тарифі з 2017 року. Варто зауважити, що генерація  сонячних панелей взимку низька, тому родина у цей період купує енергію. У цьому опалювальному сезоні  рахунки за електроенергію становили від 600 грн у грудні до 2350 та  2200 гривень у січні та лютому. За словами господарів, сюди входило освітлення будинку, опалення, гаряче водопостачання та зарядка електромобіля. Втім Олена зауважила, що деякі автовласники на місяць витрачають на бензин більше, ніж вони за все вищеназване. 

Тепловий насос підтримує задану температуру у будинку з 2017 року. Процес відбувається автоматично: один датчик знаходиться на зовнішній стіні будинку, другий – в основному приміщенні. Насос обробляє інформацію з обох датчиків і доводить температуру у приміщенні до 22 градусів по Цельсію.

“Насос підігріває  воду, якою ми миємось та обігріваємо приміщення площею 170 кв. м, за рахунок обміну температур у грунті. Якщо на вулиці сильний мороз, вмикається додатковий електричний тен і догріває воду”, – пояснила принцип роботи власниця.

 

Тепловий насос з 2017 року забезпечує гаряче водопостачання та опалення приватного будинку у Києві. Джерело: фото власників домогосподарства

 

Тепер господарі задоволені, що їм вдалось відмовитись від використання газу при опаленні. Для резервного теплозабезпечення під час будівництва господарі встановили пічку-комин, хоча і уточнили, що це на крайній випадок, якщо будуть недоступні всі інші ресурси. На сьогодні це рішення виявляється дуже раціональним, зважаючи на загрозу припинення енергопостачання внаслідок агресії рф. Крім того, для забезпечення повної автономії, вони планують придбати гібридний інвертор та акумулятори, але це фінансова задача на майбутнє.

Господарі будинку цілком підтримують напрям на більш усвідомлене та екологічне проживання. На їхню думку, використання відновлюваної енергії у домашньому господарстві буде розвиватись, і якщо у цю сферу будуть інвестувати, з'являться нові розробки, як раціональніше стабілізовувати роботу системи залежно від часу доби (наприклад, вночі) чи від пори року (взимку).

 

До існуючих потужностей треба додати резервний твердопаливний котел

Експерт Ігор Черкашин проживає у приватному будинку та має досвід використання різних типів котлів для отримання теплоенергії та електроенергії з ВДЕ. 

Більшу частину року електроенергетичні потреби домогосподарства забезпечує гібридна сонячна станція потужністю 5 кВт. Окремо ще змонтована мережева сонячна станція на 12 кВт, але вона ще повністю не розгорнута.

 “Ми зупинили цей процес, бо поки не бачимо сенсу. Можна сказати, що наразі сумарно у нас працює 7,5 кВт потужності. Вісім місяців сонячної енергії вистачає з надлишком. Але взимку панелі не можуть перекрити потреби теплопостачання”, – пояснив експерт.

  

 

Домашня сонячна станція у Києві. Джерело: фото експерта з ФБ

 

Для опалення у домогосподарстві вже встановлені два котли, але для власної енергобезпеки мешканці замислились над резервним твердопаливним котлом.

“Ми використовуємо вітчизняний газовий конденсаційний котел та електрокотел для нічного тарифу, який дозволяє маневрувати. Зараз ми вивчаємо питання, як поставити твердопаливний котел на резерв, без надмірностей, який би забезпечував мінімальні потреби, якщо зовнішні мережі газо- та електропостачання будуть недоступні”, – розповів Ігор Черкашин. 

Фахівець поділився своїм досвідом, додавши, що у його випадку для резерву підійде бюджетний варіант, головне – гарантія від заводу-виробника, правильний монтаж та гарні дрова.

Втім, для того, хто має можливості чи заздалегідь проєктував новий будинок, можна встановити окремий твердопаливний котел, краще універсальний, який може використовувати різні види палива: дрова, торф'яні брикети, прості брикети, відходи деревообробки та переробки.

На чому експерт не радить економити, так це на димарі. Димовидалення має бути хорошим, щоб мешканці не вчаділи і не посварилися з сусідами через дим з труби. Тому котел повинен стояти в окремому приміщенні, яке б не було пов'язане із житловими приміщеннями.

Ігор Черкашин розповів і про інші, більш дорогі, рішення. Наприклад, можна придбати п’ятикубову ємність для зрідженого газу та редуктор перетворення і газовий котел буде забезпечений власним газом у резервному варіанті. Такого обсягу пропан-бутану вистачить на весь опалювальний сезон. Але тут постає питання: чи дозволяє це розмір присадибної ділянки, та наскільки це безпечно для власників та сусідів. 

 

З приладів варто виділити необхідне та достатнє

Спеціалісти радять раціонально підійти до визначення необхідної потужності, яку треба забезпечити для роботи в автономному режимі. Вони пропонують  розділити електроприлади на три групи.

Побутові прилади за ступенем їх важливості: 

1. Життєво необхідні електроприлади, такі як аварійне освітлення, охоронна та пожежна сигналізація, електронні замки, керовані автоматикою опалювальні котли, насоси свердловин тощо. Повноцінна робота такої техніки потребує безперебійного електроживленні, яке і треба забезпечити додатковими та резервними джерелами в обов'язковому порядку.

2. Прилади, що забезпечують комфортні умови проживання: основне освітлення, кондиціонери, кухонні прилади тощо. 

3. Електроприлади, без яких можна обійтись, наприклад, “тепла підлога”, локальне освітлення, настінні інфрачервоні панелі тощо.

Саме ж обладнання, що забезпечує автономне електропостачання, в залежності від походження також поділяється на типи: з відновлюваних та невідновлюваних  джерел енергії. Це можуть бути сонячні, вітрові станції, теплові насоси та малі гідростанції, а також нафтопродукти, які забезпечують роботу генераторів.  

Важливою задачею для організації електропостачання в автономному режимі є забезпечення балансу між генерацією та споживанням, наголосив експерт Віктор Відзіговський. 

“Коли баланс не витримується, то, у кращому випадку, починаються суттєві стрибки напруги. Якщо у вас навантаження більше, ніж генерація, воно “згасне”, або “задиратиме” напругу, якщо навпаки. Вирішення цієї проблеми в установці батареї акумуляторів, контролера, – вважає фахівець. – Це працює, але автономна  система набагато складніша, ніж дахові мережеві станції. Має бути дуже хороший проєктант, щоб грамотно розрахувати ваше споживання”.

Експерт звернув увагу на те, що наразі споживання у побуті дуже нерівномірне, а пікове значення може перевищувати середнє у 100 разів. 

Серед обладнання, яке може забезпечити автономне електропостачання будинку, Віктор Відзіговський називав дизель-генератор, гібридну сонячну станцію або батарею акумуляторів.

“У мене вдома, наприклад, стоїть невеликий автомобільний акумулятор ємністю 70 ампер в годину, який заряджається, коли у мережі є напруга та живить лише опалювальний котел, коли її немає, – поділився досвідом він. –  Потужності цього акумулятора вистачає приблизно на добу роботи котла, що головне в умовах зими чи короткочасних відключень. Але мій сусід пішов далі, він має кілька потужних акумуляторів, які через інвертор живлять весь будинок".

Експерт застеріг та порекомендував не включати під час аварійної ситуації пральну машину, посудомийку, праску, духовку (можна обійтись мікрохвильовою піччю), бо інакше акумуляторної системи вистачить ненадовго. Варто усвідомити, що в аварійній ситуації треба самому регулювати потужність, тобто прасувати і включати кавоварку треба послідовно. Такого алгоритму дотримуватись не важко, головне, треба про нього пам'ятати, зауважив Віктор Відзіговський.

При цьому,  у разі зникнення напруги на тривалий час, без якогось зовнішнього джерела, будь то генератор або сонячної панелі, не обійтися. При цьому експерт радить не забувати про безпеку. Бо будь-яка запасена енергія є джерелом потенційної небезпеки при безтурботному до неї відношенні.

 

Починати треба з резервування електропостачання

Мешканцям одноквартирних будинків необхідно подбати про резервне електропостачання, тобто про систему, що забезпечує прилади електрикою у разі відключення основного джерела електроенергії.

“Резервне електропостачання повинно забезпечувати електропостачання насосу підйому води, циркуляційного насосу системи теплопостачання, освітлення будинку, побутових не силових потреб”, – пояснив експерт Ігор Черкашин.

Зробити це можна кількома способами. Наприклад, найпростіший варіант резервування електропостачання: купити дизельний чи бензиновий генератор. Доцільність газового генератора під питанням, бо газопостачання теж може припинитись, застеріг фахівець. 

“Я б порадив дизельний генератор, тому що дизельне паливо можна довго зберігати. Крім того, хоча бензиновий краще запускається у мороз, це паливо більш пожежонебезпечне, ніж дизель, – попередив експерт. – До того ж треба вибирати генератор з “правильною” синусоїдою”.

Фахівець зазначив, що ціни на обладнання зараз космічні, проте економити на цьому не варто.  

“Коли ви купуєте дешевий генератор, а він не забезпечує нормальний режим, то ваші дорогі імпортні електроприлади або не будуть працювати, або працюватимуть некоректно. Силове обладнання типу “болгарки”, вентилятора чи обігрівача працюватимуть, а от пристрої з електронікою  даватимуть збої”, – пояснив він.

Втім, навіть, генератор із “правильною” синусоїдою змінного струму на виході, завжди буде працювати практично на повну потужність. Наприклад, якщо рівень споживання 10-20%, генератор все одно буде використовувати 60-70% своєї потужності, марно спалюючи паливо. 

Експерт вважає найкращим варіантом резервування, коли у базі стоять акумуляторні батареї (АКБ) з інвертором та джерелом безперебійного живлення, до яких запитані прилади і забезпечується їхнє нормальне електропостачання. При цьому АКБ треба періодично заряджати від гібридної СЕС чи ВЕС, або від генератора, коли вони починають просаджуватися нижче за певний рівень.

Експерт радить ставити не звичайні стартові автомобільні батареї, а хоча б гелеві.
“Такі акумуляторні батареї пропрацюють півтора-два роки, а не рік. При цьому ви не будете постійно “жити, як на тракторі” під звуки генератора, що постійно торохтить, нервуючи себе та сусідів”, – каже він. 

 

Гібридний інвертор дорожчий, але більш функціональний

Якщо обирати схему батарей з безперебійником, то фахівці радять відразу поставити безперебійник у вигляді гібридного інвертора. Він використовується у сонячних та вітрових станціях, що працюють, як у автономному режимі, так і з мережею. У майбутньому, маючи такий інвертор, до вже встановлених потужностей СЕС можна додавати певну кількість панелей або вітрогенератор, які забезпечать додаткову генерацію електрики.

“Не варто економити на інверторі, який може працювати із зовнішнім генератором, зовнішніми джерелами у вигляді фотопанелей або вітрогенератора та працювати з різними типами батарей, – рекомендує Ігор Черкашин. – Наприклад, сьогодні, коли у вас не вистачає грошей на все, ви можете використовувати гелеві, а завтра, коли будете фінансово спроможні, поміняєте їх на літієві. При цьому на звичайний сільський будинок вам вистачить інвертора на 5-7 кВт та чотирьох стандартних батарей по 200 кВт·год”.

Звичайно, якщо у вас вже стоїть якась кількість фотопанелей, то взимку, очистивши ці панелі від снігу, можна отримувати певну генерацію від сонячних панелей та підживлювати ваші батареї вдень. 

Панелі не обов'язково зводити на даху. Можна сконструювати опору з дерева, піднявши над землею хоча б на півметра, щоб її не замітало снігом. Це дозволить швидко її зібрати (або розібрати в екстреному випадку), якщо ви вирішите серед зими підключити до інвертора якусь додаткову генерацію, а не тільки дизель-генератор. Це стосується електрики для спільних потреб.

 

Сонячна електростанція з двома панелями по 150 Вт, змонтована на дерев’яних опорах. Джерело: reenergo

 

Теплові насоси можуть замістити газову теплогенерацію на електричну  

Якщо в господарстві є велика сонячна станція та хороші літієві батареї, для повної автономності доцільно ставити тепловий насос, вважає Ігор Черкашин.

“Це може бути навіть "повітря-вода", а ще краще – "грунт-вода" і тоді можна працювати з цією електрикою, з хорошим коефіцієнтом трансформації споживаної електроенергії на тепло. Тобто на 1 кВт електрики можна отримати 4-5 кВт тепла”, – радить він. 

Втім експерт зауважив, що подібні рішення більше для тих, хто раніше думав над цим, готувався, розраховував. Бо капітальні витрати на таку схему значні, і без державної підтримки доступні не кожному громадянину. Тому радити це зараз, коли люди думають, як виживати, фахівець не береться.

“На жаль, у нас немає державної програми з теплових насосів. Держава має запустити виробництво теплових насосів, найбюджетніших теплових насосів, наприклад, "повітря-вода" на 10-15 кВт вихідної теплової потужності. І таким чином поступово міняти старі газові системи на такі теплові насоси. Це буде вже не пряме спалювання в електрокотлі, а з підвищуючим коефіцієнтом трансформації, що є економічно доцільно та енергетично ефективно”, – розмірковує Ігор Черкашин. 

Ну а поки останнім “кордоном оборони у теплопостачанні” одноквартирних будинків експерт називає твердопаливні котли.

Серед трендів на майбутнє, можна відзначити, що автономне енергозабезпечення може стати базовим елементом під час будівництва нового житла. Опитані нами експерти та мешканці домогосподарств зазначили, що обирати варіанти резервних систем треба в залежності від необхідних електроприладів та не економити на якості й надійності обладнання.

 

Білозерова Лариса, спеціально для “Української енергетики”