Электрификация в отдельно взятом коттедже

Отсутствие электроэнергии или необходимой мощности сети вынуждает многих застройщиков отказываться от строительства дома в приглянувшемся месте. Однако при наличии магистрального газа или места для хранения солярки или привозного пропана-бутана жертвовать хорошим месторасположением незачем — проблему электроснабжения, а заодно и обогрева загородного дома или целого коттеджного поселка можно решить с помощью установки индивидуальной или купленной «в складчину» с соседями теплоэлектростанции (мини–ТЭС).

Это выгодно!

В качестве источника электроэнергии мини-ТЭС бывает выгодно применять не только в случае фактического отсутствия поставщика «сетевого электричества». Даже если формально возможность подключения к электросетям существует, по действующим сегодня нормам получить необходимую мощность не просто. Зачастую удается выбить максимум 9–15 кВт на дом (в то время как аппетиты электрооборудования среднего коттеджа площадью 200–300 м2 – примерно 20–30 кВт-ч), причем качество покупной электроэнергии оставляет желать лучшего. Хотя бы один-два часа в неделю, а то и по несколько дней кряду электроэнергия в домах может полностью отсутствовать из-за мелких или крупных аварий в энергосети. Ну а в часы максимально интенсивного «энергоразбора» напряжение местами падает ниже 130 В из-за перегрузок сетевого оборудования.

Газовая микротурбина

Мини-ТЭС дает застройщику полную независимость от электросетей, вырабатывая от 2 кВт до нескольких МВт качественной электроэнергии — каждый пользователь  может получать необходимое ему количество кВт, не опасаясь скачков и перепадов напряжении в сети, способных погубить дорогостоящее электрооборудование.

Одновременно с выработкой электроэнергии мини-ТЭС может снабжать дом или целый коттеджный поселок тепловой энергией (производится она в объеме примерно 120—150%  от электрической мощности). Как правило, тепло вырабатывается в виде горячей воды, которая используется для отопления или горячего водоснабжения жилья.

Стоимость установки собственной мини-ТЭС зачастую соизмерима с платой за выполнение технических условий на подключение к электросетям, особенно когда идет речь об оплате модернизации полностью загруженного центра питания поселка или же финансировании строительства новой подстанции, необходимой для подключения пользователей.  Ежегодные эксплуатационные расходы на содержание мини-ТЭС зачастую ниже, чем затраты на покупку эквивалентного количества электроэнергии по тарифу местных электрических сетей, ну а тепло, вырабатываемое одновременно с электрической энергией, потребитель получает практически бесплатно – по сравнению с централизованным теплоснабжением!

Эволюция мини-ТЭС

Дизельное топливо всегда можно найти даже в самых отдаленных уголках России. Возможно, именно поэтому дизельные мини-ТЭС в нашей стране уже достаточно давно применяют в районах, где отсутствует централизованное газо- и энергоснабжение. Для отопления и подогрева воды для жилого дома или группы зданий  используется  тепло выхлопных газов, а в моделях с «глубокой утилизацией» — также тепло систем охлаждения и смазки дизельного двигателя. С точки зрения капитальных затрат дизельные мини-ТЭС являются наиболее дешевыми, но из-за дороговизны солярки, большего расхода масла и высоких эксплуатационных затрат себестоимость вырабатываемой ими электроэнергии оказывается около 5 руб/кВт-ч. Для справки: за сетевую электроэнергию  в Подмосковье и окрестностях Санкт-Петербурга владельцы загородных домов платят в среднем 2 руб./кВт-ч

Газовые мини-ТЭС экономичнее, чем  работающие на дизельном топливе. Себестоимость электроэнергии, полученной при их использовании, составляет около 0,3 – 0,5 руб./кВт-ч, они обладают большим ресурсом. Немаловажно, что газовые мини-ТЭС практически не оказывают вредного влияния на окружающую среду.

 В коттеджном строительстве наиболее широко применяют мини-ТЭС на базе газопоршневой установки. Каждое такое устройство представляет собой самостоятельный модуль или комбинацию модулей, оснащенных всем необходимым для выработки «тепла и света» оборудованием. Вал электрогенератора приводится во вращение  газовым двигателем внутреннего сгорания, нагрев воды для системы отопления осуществляется за счет охлаждения выхлопных газов, антифриза и масла двигателя. Все компоненты установки размещены на прочной раме, закрыты звукопоглощающим секционированным кожухом. Достаточно только провести подключение трубопровода отопительной системы к вторичному контуру установки через соответствующие фланцы, расположенные на агрегате, обеспечить вывод электрической мощности через соединительную шину силового распределителя, подключить подачу газа в двигатель внутреннего сгорания (присоединительное давление газа обычно 20–50 мбар.), вывод выхлопных газов. Иногда агрегаты работают настолько спокойно, что не требуется их прикрепление к поверхности пола в помещении или под открытым небом, где они установлены.

К сожалению, дизельные и газопоршневые мини-ТЭС работают с высокой эффективностью, только когда объемы тепло- и электропотребления коттеджа или группы зданий не отклоняются от принятых при проектировании этих систем значений. Минимальная рекомендуемая долговременная электрическая нагрузка дизельных и газопоршневых мини-ТЭС должна составлять не менее 30–50% единичной мощности агрегата. Ну а продавать электроэнергию государству, когда в ней нет необходимости, как это принято и поощряется государством в зарубежных странах, у нас пока еще практически невозможно…

Газовая мини-ТЭС на основе микротурбин  может работать в течение длительного времени при очень низких нагрузках, в том числе в режиме холостого хода, например, когда дом полностью обесточен. Единичная мощность машин – 30, 60, 80, 100 кВт и более (до 1,5 мВт). Конструктивно подобное устройство представляет собой высокоскоростную газовую микротурбину (в камере сгорания которой сжигается природный газ, пропан-бутан или биогаз), выполненную в виде конструкции с одной движущейся деталью – вращающимся неразрезным валом, на котором расположены электрический генератор, компрессор и турбина. В отличие от газопоршневой или дизельной установки, в микротурбинах утилизируется только тепло выхлопных газов, а отсутствие охлаждающих жидкостей не требует внешних систем охлаждения при отсутствии теплосъема, что значительно упрощает конструкцию. Благодаря ряду преимуществ микротурбинные установки создают на рынке очень серьезную конкуренцию газопоршневым малой мощности. Для газовых мини-ТЭС на основе турбин характерны низкие затраты на эксплуатацию и обслуживание, высокая заводская готовность, отсутствие вибрации и возможность установки на крыше зданий, экологически чистый выхлоп, а также отсутствие внешних охладителей, необходимых газопоршневым установкам при отсутствии теплосъема. Эти особенности, по мнению экспертов, позволяют считать данное оборудование наиболее перспективным для применения на объектах с нагрузками 10–1500 кВт.

Доверяйте деньги профессионалам

Интерес к мини-ТЭС в коттеджном строительстве постоянно растет.  Причем проявляют его не только потенциальные заказчики подобных систем, но и различного рода фирмы, пытающиеся «вклиниться» в этот потенциально прибыльный бизнес на ранней стадии его становлении в России. Многие компании, заявляющие о готовности немедленно приступить к проектированию мини-ТЭС, на самом деле вовсе не имеют необходимых для этого знаний и опыта или только начинают их накапливать. В этих условиях заказчик должен максимально внимательно отнестись к отбору исполнителя проекта и поставщика техники, по возможности привлечь к работам иностранных или российских  специалистов, имеющих практический опыт реализации мини-ТЭС именно для коттеджей или коттеджных поселков.

Текст Владислава Балашова

Благодарим компании «ЭнергоКапитал» и «Теплогазстрой» за помощь в подготовке cтатьи.