Особенности установки и эксплуатации автономных источников
Перед тем как приобретать и устанавливать любую из систем, нужно правильно произвести все необходимые расчеты ведь со временем количество потребителей электроэнергии в доме может увеличиться, к примеру вы решите установить систему обогрева кровли и водостоков и это нужно учесть в расчетах.
Рассмотрим для начала на примере солнечной системы.
Солнечная автономная система.
Все расчеты нужно начинать с подсчетов суммарного потребления электроэнергии в доме, то есть подсчитать мощность всех потребителей
При этом важно их разделить
Дело в том, что часть потребителей электроэнергии без проблем работают от сети с постоянным током и напряжением в 12 или 24 В. Такими потребителями могут быть те же светодиодные лампы, которые лучше установить вместо обычных ламп накаливания. Да и вообще, все работы следует начинать с оснащения дома экономичными потребителями электроэнергии.
Исходя из суммарной мощности потребления тока, производится подбор аккумуляторных батарей и инвертора. И только после этого переходят к подсчету количества солнечных панелей, а также подбора контроллера.
Можно и не заниматься вычислением площади солнечных панелей, емкостью АКБ и инвертора.
Многие производители предлагают уже готовые комплекты, включающие все необходимое оборудование. При приобретении такого комплекта достаточно знать только суммарное потребление электроэнергии.
Причем при выборе комплекта важно учитывать, чтобы у него имелся некий запас по мощности, чтобы вся система не работала на предельных значениях. Общая стоимость такой системы во многом зависит от ее мощности
Монтаж солнечной батареи несложен.
Достаточно правильно выбрать место установки панелей, контроллера, АКБ и инвертора. Затем следует все правильно подсоединить.
Что касается техники безопасности при использовании такой системы, то сводится она к правильности размещения АКБ. Они хоть и являются герметичными и необслуживаемыми, но для них лучше отвести отдельное помещение, причем вентилируемое.
Важно обратить внимание на надежность крепления всех составных элементов, использование соответствующей проводки и правильности подключения элементов в систему. Теплый электрический пол своими руками в частном доме под плитку
Теплый электрический пол своими руками в частном доме под плитку
Ветряная система.
С расчетов начинается и установка ветрогенераторов. Все начинается с расчета суммарной мощности потребителей электроэнергии. Исходя из этого уже и подбирается комплект, включающий все необходимое – ветроэлектрическую установку (ВЭУ), контроллер, АКБ, инвертор и остальные комплектующие.
При использовании такой системы важно подобрать место установки ВЭУ. Ветряки при работе издают шум, хоть и несильный, поэтому рекомендуется их устанавливать на определенном удалении от дома
Что касается безопасности, то здесь все сводится к правильному монтажу мачты ВЭУ, поскольку она достаточно высокая.
Далее же безопасность сводится к правильному подключению и эксплуатации системы.
Топливные генераторные установки.
Генераторные установки – самые простейшие по монтажу. После подсчета суммарного потребления электроэнергии просто подбирается необходимая по мощности станция, работающая на предпочтительном для владельца дома топливе.
Оборудуются генераторно-аккумуляторные-инверторные системы.
Но обычно такие станции продаются отдельно, поэтому придется правильно подобрать контроллер, комплект АКБ и инвертор.
При использовании такой системы условия безопасности строже, чем у других систем.
Во-первых, генераторную установку необходимо устанавливать в отдельном помещении.
Во-вторых, должна быть организована система отвода отработанных газов.
В-третьих, должна соблюдаться правильность хранения горючих материалов.
Системы энергообеспечения, в которых используется гидроэлектростанции, рассматривать не будем, поскольку они применяются редко.
Расчет необходимой мощности
Чтобы подсчитать мощность ИБП, необходимо рассчитать полную мощность, которая потребляется электрическим прибором. Она складывается из активной и реактивной нагрузки.
Активная нагрузка изменяется в квт, а реактивная в вольта-ампер. Активная нагрузка преобразуется в тепловое излучение. Ее испытывают такие приборы, как электроплиты, лампы, электрические нагреватели. К устройствам с активной нагрузкой относится большая часть бытовой техники.
Остальные электрические устройства испытывают реактивную нагрузку. Например, электрический двигатель. Полная (Ра) и активная(Р) мощности имеют зависимость благодаря коэффициенту cosФ.
Ра = cosФ х P
Сначала придется вычислить мощность каждого из них, исходя из показателей паспорта или инструкции. Затем этот показатель необходимо суммировать и привести к общей единице измерения. Данное значение определяет мощность ибп, который потребуется для обслуживания электросети.
Бензиновые генераторы
Для нивелирования последствий краткосрочных отключений электроэнергии (до 12 часов) удобно использовать бензиновые генераторы. Из всех видов автономных источников электроэнергии они наиболее просты по конструкции и по технологии эксплуатации.
В зависимости от мощности такие установки потребляют от 1.8 до 2.3 литров бензина в час.
Бензиновый генератор
Проект резервного электроснабжения с использованием бензиновых генераторов не требует дополнительных согласований и может быть реализован собственными силами.
При установке таких устройств внутри помещений необходимо предусмотреть вентиляционный канал для отвода выхлопных газов и звукоизоляцию.
Необходимо отметить, что оборудование специальных помещений необязательно, так как конструкция большинства бензиновых электрогенераторов допускает их «выкатывание» на рабочую площадку вне дома и подключение к основной сети через специальный коммутатор.
Важно учитывать, что практически все бензогенераторы реализованы на базе четырёхтактных ДВС с воздушным охлаждением, что существенно ограничивает время непрерывной работы. Длительность технологического перерыва для таких установок должна быть не менее 2 часов
Учитывая относительно невысокую цену, компактность и высокую автономность, бензиновые мини электростанции являются наиболее оптимальным решением для частного дома.
Варианты резервных источников
Самый простой и напрашивающийся сам собой способ – приобрести в магазине (заказать в интернете с доставкой) дизельную или бензиновую переносную либо стационарную электростанцию. Так и поступает большинство владельцев частных домов. И если в сети исчезло напряжение, приходится спускаться в подвал или в пристроенный сарайчик, запускать двигатель и наслаждаться благами цивилизации под грохот генератора и аромат выхлопных газов. При этом нужно внимательно следить, не возобновилось ли электроснабжение, чтобы переключить нагрузку.
Летом и при небольших перерывах в подаче электричества это даже романтично. Но зимняя эксплуатация уже создает проблемы, так как холодный запуск сокращает срок службы ДВС. А длительная работа (если электричество пропало надолго и ремонтная бригада не в силах добраться до места аварии) требует большого запаса топлива, которого может просто не хватить. И тогда приходится полагаться на милость природы, а зимой еще и сливать воду из системы охлаждения и выносить продукты из холодильника на мороз.
Но существуют альтернативные решения резервного электроснабжения. Несмотря на то, что они требуют значительных начальных вложений, в конечном итоге они окупят себя. Альтернативные системы, основанные на возобновляемых источниках, дешевле в эксплуатации. Они не требуют запасов топлива, ремонта и техобслуживания двигателя и генератора
При этом устройства постоянно готовы к работе при перебоях в электроснабжении, что особенно важно для подержания в рабочем режиме отопительного котла и холодильника для хранения продуктов
Варианты таких резервных систем по возрастанию сложности монтажа и стоимости могут быть следующими:
- Аккумуляторная система с инвертором
- Аккумуляторная система с инвертором и электрогенератором
- Аккумуляторная система, инвертор и подпитка от солнечной батареи
- Аккумуляторная системы с инвертором, запиткой от солнечной батареи и ветроустановки
- Комплекс энергоснабжения на основе аккумуляторной системы, инвертора, возобновляемых источников энергии и резервного генератора
Рассмотрим подробнее особенности таких систем.
Пример 3: ИБП on-line типа
Клиент обратился с проблемой: в загородном коттедже постоянно моргают лампы освещения и периодически полностью пропадает напряжение. Условно причины подобного некачественного электропитания можно разделить на два вида – внешние и внутренние. К внешним можно отнести:
- Старая и нестабильно работающая трансформаторная подстанция
- Перегрузка, износ и аварийное состояние внешней питающей электросети
- Помехи и наводки от работы промышленного электрооборудования или сварки
- Сильный перекос по фазам
Внутренние проблемы:
- Малое сечение вводного кабеля
- Плохой контакт нулевого проводника, неправильный режим нейтрали
- Плохой контакт фазных проводников
- Некачественные материалы и электромонтажные работы
- Неисправная бытовая техника.
В результате диагностического выезда, наш инженер сделал заключение о внешнем характере проблем с напряжением и в этом случае самое оптимальное решение – ИБП двойного преобразования (on-line типа) с внешними аккумуляторными батареями. На вводе у нашего заказчика стоит автомат ABB S203 C40 мощностью 40А, в связи с этим мы подобрали мощность бесперебойника для фазы с гарантированным питанием – 10кВА (9кВт).
On-line ИБП на 10кВа
Состав оборудования:
- Однофазный ИБП on-line типа Lanches L900II-H 10kVa
- Аккумуляторы типа AGM – Восток PRO СК-12100
- Усиленный сборный стеллаж (д*ш*в: 50*60*200)
Наш батарейный банк запасает приблизительно 16кВт/ч, т.е. при постоянной длительной средней нагрузке в 1кВт время автономной работы составит более 16 часов. Экран источника отображает значения входного и выходного напряжения, мощность нагрузки в ВА и Вт, напряжение на шине постоянного тока, режим работы. Для удобства восприятия на экране в виде шкалы отображаются уровень текущей нагрузки и степень заряда АКБ:
Экран ИБП
Цена проекта для частного дома с монтажными работами: ~350т.р.
Ещё один пример установки ИБП для дома на одну фазу on-line типа:
При плохой питающей сети лучше установить ИБП on-line типа с очень качественной стабилизацией напряжения
- Подробнее разобраться в вопросе выбора типа источника бесперебойного питания поможет наша статья: ИБП On-line VS Инвертор
- Типовые решения: ИБП для дома
- Другие примеры работы
- Трехфазные ИБП для всего дома
Особенности работы
Согласно государственному стандарту нормальным является напряжение не менее 220в. При этом частота должна быть не более 50.2 Гц. Максимальная считается значение плюс или минус 0.4 Гц. Коэффициент нелинейного искажения в нормальной сети должен быть меньше восьми процентов.
Отклонения от нормы характеризуются, как помехи и сбои в подаче энергии. При возникновении подобных помех незаменимым помощником станет ИБП. Выбор схемы данного механизма определяется временем, с которым устройство переключается на батареи с аккумулятором.
Из чего состоит ИБП
ИБП состоит из схемы управления и зарядного устройства. В его состав входят инвертор. Инвертор является основным зарядным устройством, от мощности которого зависят бесперебойная подача энергии и время переключения.
Стабилизатор увеличивает или снижает подачу тока, подаваемое от основной сети, в зависимости от мощности и количества квт
Выбор бесперебойного устройства с внешним питанием важно сделать на основании качества таких устройств, как стабилизатор и инвертор
Инвертор – незаменимая часть бесперебойника. Он бывает трех видов: ШИМ, с пошаговой аппроксимацией и генерирующий прямоугольный ток.
Стабилизатор по-другому называют бустером. Он регулирует подачу напряжения. Есть модели, которые оснащены бустером не только понижающим, но и повышающим напряжение. Стандартные механизмы имеют стабилизатор, который только понижает напряжение.
Характерные особенности
Бесперебойники классифицируются на три группы по следующим характеристикам:
- По зависимости выходного сигнала от входного сигнала электрической системы;
- По форме выходного сигнала. Формы может быть три. На их основании легко выбрать устройство для дачи, дома или котельной;
- Стабильность подачи электрической энергии в период проблем и перебоев подачи энергии от основной сети. Лучше остановить выбор на устройстве, работающем в режиме bypass. Цена таких устройств довольно высока.
Подбор устройств для аварийного электроснабжения
Время, в течение которого здание будет обесточено, зависит, главным образом, от причины и степени отказа линии питания. Сбои в подаче электроэнергии, вызванные сильным ветром и повреждением сети из-за упавших деревьев, являются особенно продолжительными.
Часто ремонт участков линии возможен только через несколько дней. Неудобство отсутствия электроснабжения начинает ощущать жители домов через 4-6 часов, особенно зимой, когда быстро темнеет и перестает работать отопление.
Трудности будут особенно велики в здании, оборудованном многочисленными системами управления домашним оборудованием, где отсутствие электричества будет препятствовать, например, открытию въездных ворот, ворот гаража, вентиляции или опусканию или поднятию рольставен. Планируя установку аварийного электроснабжения, нужно выбрать устройства, которые необходимы для относительно комфортного использования дома.
Подробнее об автономном энергоснабжении https://alteco.in.ua/technology/avtonomnoe-elektrosnabzhenie
Как рассчитать потребление электроэнергии телевизором
Телевизор является обязательным элементом бытовой техники в каждом доме. Часто хозяева устанавливают несколько экземпляров, для каждой комнаты. Устройства могут быть нескольких типов: модели с электронно-лучевой трубкой, LED, LSD или плазменные телевизоры. На энергопотребление устройства влияет его тип, размер экрана, цветность, яркость, баланс белого и черного, время активной работы, длительность пребывания в спящем режиме. Исходя из таблицы потребления электроэнергии бытовыми приборами, телевизор использует в среднем 0,1-0,3 кВт.
Расход электрической энергии будет зависеть от типа и режима работы телевизора.
Мощность телевизоров в Ваттах с электронно-лучевой трубкой составляет 60-100 Вт в час. В среднем он может работать около 5 часов в день. Месячное потребление доходит до 15 кВт. Это сколько электроэнергии будет затрачено на его активную работу. Телевизор также потребляет 2-3 Вт в час в режиме ожидания, когда он подключен к сети. Суммарное энергопотребление может составить 16,5-17,5 кВт в месяц.
Потребление энергии LED или LSD моделями напрямую зависит от размера экрана. Например, телевизор LSD с диагональю экрана 32 дюйма буде расходовать 45-55 Вт в час в режиме работы, и 1 Вт в режиме ожидания. Суммарное потребление электроэнергии в месяц составляет 6,7-9 кВт. LED модели потребляют в среднем на 35-40% меньше электрической энергии. В активном режиме телевизор на 42 дюйма будет использовать 80-100 Вт, в спящем – 0,3 Вт. Суммарное потребление в месяц составит 15-20 кВт.
Плазменные телевизоры отличаются хорошей цветопередачей. Мощность телевизора в кВт составляет 0,15-0,19 в активном режиме, и 120 Вт/сут в спящем. Суммарный расход за месяц может составить 30-35 кВт. Для экономии электроэнергии следует вытаскивать вилку из розетки, правильно настраивать уровень яркости в зависимости от времени суток, выставлять таймер на автоматическое отключение.
Когда и зачем применяется
Несмотря на то, что электропроводка в жилых квартирах и домах относится к 3 категории надёжности, нынешние понятия о комфорте и безопасности предполагают наличие бесперебойных источников электроэнергии для управляющей автоматики и базовых узлов систем жизнеобеспечения.
Система аварийного энергоснабжения разрабатывается исходя из следующей классификации вероятных отключений внешнего питания:
- импульсные отключения, связанные с колебанием уровня напряжения (не более нескольких минут);
- кратковременные сбои, связанные с рабочими или аварийными переключениями на питающих подстанциях (до 12 часов);
- среднесрочные отключения, возникающие вследствие серьёзных аварий, устранение которых происходит в течение суток или нескольких дней;
- длительные отключения, возникающие после стихийных бедствий, климатических осложнений (непрерывные снегопады, ледяные дожди) или из-за крупномасштабных повреждений линий электропередач.
В условиях тотального старения российской сети электроснабжения все типы отключений уже давно не редкость и являются серьёзной проблемой не только в загородных домах, но и во многих городских районах.
Методов решения данной проблемы, в общем случае, два: создание резервной линии подключения к внешним источникам и установка автономного генератора энергии.
Система аварийного энергоснабжения
Резервные линии питания выделяются только для объектов 1 и 2 категории надёжности, поэтому для жилых домов и квартир бесперебойное питание дома может быть организовано только в виде автономных источников.
Необходимо отметить, что добавление в проект дома установок для резервного электроснабжения – весьма дорогая опция, поэтому подобные решения практикуются для жилых объектов премиум-класса. Но даже в этом случае резервное электроснабжение стараются разрабатывать для поддержания работоспособности ограниченного количества цепей и устройств:
- аварийное освещение;
- модули управления отопительными котлами, насосами автономного водоснабжения, системой пожаротушения и охранной сигнализации;
- холодильные и морозильные установки;
- контроллеры тёплых полов и водяных систем антиобледенения.
Важно учитывать, что практически все существующие системы автономного электроснабжения дома требуют сопряжения с архитектурным проектом, поэтому решение об их установке следует принимать на этапе общего проектирования дома.
Ветрогенераторы и зелёный тариф
Использование ветрогенераторов для бытовых энергетических целей применяется в мире достаточно давно. Европа производит энергию от ветра в течение многих лет – в Германии, Испании, Дании и Франции. Многие другие страны такие, как Китай и Индия, в последнее время начали интенсивно развивать своё производство энергии ветра.
Ветровые турбины имеют три основные части: лопасти, мачта и генератор. Три больших лопастных винта установлены на вершине большой мачты, которые приводит в движение ветер. Если турбина производит больше энергии, чем нужно, её можно направить в общую энергосистему, по так называемому зелёному тарифу. Такой тариф применяется практически во всех странах мира (кроме России).
В Украине в 2018 году по «зелёному тарифу» государство возвращает за поставку в сеть «лишнего» кВт в таких размерах:
- для частных электростанций мощностью до 30 кВт – 18 евро центов за 1кВт/час ;
- для наземных промышленных станций 15 евро центов за 1 кВт/час;
- для крышных — 16, 3 евро центов за 1 кВт/час.
Такой подход даёт возможность бытовому производителю электроэнергии окупить все свои затраты по установке электростанций мощностью 30 кВт всего за 4 года, получая ежегодную прибыль порядка 6500 у. е. По мере того как ветрогенераторы становились все более популярными, они стали дешевле и доступными для широкого круга потребителей.
К преимуществам ветрогенератора можно отнести следующие:
- Ветер бесплатный и 100% возобновляемый;
- ветрогенератор не загрязняет окружающую среду выбросами парниковых газов и другими вредными веществами;
- требуют для размещения небольших площадей, так как размещены на большой высоте;
- создают интересный ландшафт;
- отличный резервный источник автономного электропитания в отдалённых населённых пунктах;
- низкий срок окупаемости при использовании «зелёного тарифа» до 4 лет.
Но у ветрогенераторов есть и свои недостатки:
- Высокая первоначальная стоимость энергоснабжения;
- необходимость наличия земельных участков под строительство;
- необходимость наличия достаточного ветропотенциала местности;
- габаритность, строительные нормы могут не разрешить установку турбин в некоторых местах;
- шумовое загрязнение окружающей среды и аварийная зональность для перелётных птиц;
- низкий уровень использования — до 30% от установленной мощности;
- высокий уровень грозовой опасности.
Оглядываясь на эти данные, похожее, что такое автономное электричество имеет больше «минусов», чем «плюсов». Однако сила ветра оказывает гораздо меньшее воздействие на окружающую среду, чем электроэнергия, произведённая из угля или нефти, поэтому для жителей районов, имеющих стабильный энергетический ветер, такой вид источника автономного электропитания дома очень перспективный.
Технические характеристики ветрогенераторов для автономного электропитания дома
Каждая разновидность ветрогенераторов имеет свои характеристики, сравнить которые можно при помощи таблицы:
| Марка/производитель | Мощность кВт | Напряжение, В | Диаметр ветроколеса, м | Скорость ветра, м/с |
| Т06/Китай | 0,6 | 24 | 2,6 | 9 |
| Т12/Китай | 1,2 | 24/48 | 2,9 | 10 |
| Т23/Китай | 2,3 | 48 | 3,3 | 10 |
| Т60/Китай | 6 | 48/240 | 6,6 | 11 |
| Т120/Китай | 12 | 240 | 8 | 11 |
| Passaat/Голландия | 1.4 | 12/24/488 | 3,1 | 14 |
| Montana/Голландия | 5 | 48/240 | 5 | 14 |
| Alize/Голландия | 10 | 240 | 7 | 12 |
| W800/Украина | 0,8 | 48 | 3,1 | 8 |
| W1600/Украина | 1,6 | 48 | 4,4 | 8 |
Примеры резервного энергоснабжения фазы
II. Трехфазное подключение участка
В зависимости от схемы, которую реализовал ваш электрик на участке, распределение по фазам может быть различным.
Вариант 1 Основной дом «сидит» на одной фазе, другие фазы распределены на подсобные помещения, баню, гостевой дом и т.п. В этом случае можно зарезервировать:
- отдельные автоматы в электрощите дома (свет, холодильник, котел и т.п.). Мощность ИБП подбирается по совокупной нагрузке
- всю фазу пропустить через бесперебойник, мощность подбираем по номиналу вводного автомата
Вариант 2 Все три фазы заходят в дом и далее по одной фазе на этаж. На резерв можно подключить:
- отдельные автоматы
- всю фазу (весь этаж)
- две фазы – одна через ИБП, другая через контактор
- 3 фазы через автоматический коммутатор (АКФ), о котором подробнее будет изложено ниже. При использовании АКФ рекомендуемая мощность инвертора — 9кВт и более
- использовать ИБП с трехфазным входом и однофазным выходом (3в1) или трехфазные ИБП/инверторы (3в3)
Вариант 3 Три фазы заходят в дом и равномерно распределяются по всем этажам. В этом случае подключаются на резерв:
- отдельные автоматы, которые выводятся из под общей схемы. Как правило, это одна фаза.
- две фазы – одна через ИБП, другая через контактор
- все 3 фазы с использованием АКФ
- все 3 фазы через ИБП 3в1 или 3в3
Резервные источники электроснабжения
Немаловажный аспект, который требует внимания, — перебои в подаче электроэнергии. Для владельца загородного дома любой перебой может вызвать серьезные неудобства. Заранее решить эту проблему позволит независимый источник питания. Наиболее целесообразно использовать электрогенераторы (рис. а), бензиновые или дизельные, а также набирающие популярность солнечные батареи (рис. б) и ветряные генераторы (рис. в).
Разновидности независимых источников электропитания:
- а — топливный генератор;
- б — солнечные батареи;
- в — ветряной генератор.
Выбор типа топливного генератора зависит от интенсивности его использования. Дизельные приспособлены для продолжительной работы, расходы на их эксплуатацию на порядок ниже, нежели расходы на работу бензиновых. Последние значительно дешевле.
Для оптимальной работы топливных генераторов рекомендуется, чтобы их мощность на 20–30 % превышала суммарную мощность одновременно включенных электроприборов, запитанных от него. На практике для освещения небольшого дома и работы холодильника вполне достаточно генератора мощностью 2 кВт.
Что касается солнечных батарей и ветряных генераторов, то их использование предполагается не только во время перебоев электроснабжения, но и в качестве постоянного источника электропитания с целью экономии средств на содержании дома. Особенно популярны подобные системы в так называемых зеленых домах, где внедрены технологии, не загрязняющие окружающую среду.
Расчет необходимой мощности
При выборе ИБП важно уметь рассчитывать, какой показатель мощности прибора необходим для обслуживания электрической сети
Для дома
Домашние электросети потребляют много энергии, поэтому для них подходят установки мощностью 1000 Вт и более. Мощность имеет особое значение в случае, если в доме часто возникают перебои электроснабжения.
Для дачи
В дачных районах электроснабжение функционирует нестабильно, а воздух часто прохладен и сыр, и приобретаемый прибор должен хорошо выдерживать такие условия. Подойдет ИБП, снабженный режимом by-pass.
Пример расчета
Потребляемая электроприбором мощность состоит из нагрузок двух категорий — активных (измеряется в киловаттах) и реактивных (в вольт-амперах). В первую категорию входят нагрузки, трансформирующиеся в тепло (обогреватели, электрические плиты, лампы), во вторую — прочие устройства, например компьютеры и электродвигатели.
Для вычисления мощности, которой должен обладать ИБП, чтобы справиться со снабжением сети, требуется посчитать параметр каждого из обслуживаемых устройств согласно инструкции, сложить и привести к общей измерительной единице.
Как выбрать подходящий
Выбирать ИБП следует, исходя из ситуации, в которой он вам понадобится. Если компьютер мощный или вы используете локальную сеть, то лучше выбирать самый дорогой и мощный бесперебойник, который обеспечит стабильную работу сети. Идеальным вариантом в этом случае станет устройство с двойной схемой.
Для поддержания работоспособности небольших компьютеров, а также электрических приборов в дачах и коттеджах лучше воспользоваться обычными ИБП с небольшой мощностью на базе интерактивной или резервной схемы. Важным фактором является предпочтительная ценовая категория, в рамках которой подбирается машина.
Аккумуляторные инверторные комплексы
Бытовой вариант инвертора с аккумуляторами Очевидно, что перечисленные выше варианты применимы только для частных домовладений. Решить задачу по резервированию электроснабжения в квартирах можно только с помощью бесперебойных источников питания, построенных на базе аккумуляторных батарей (далее АКБ) и инвертора.
Данная система хорошо масштабируется и при полной комплектации может снабжать электроэнергией квартиру или дачный дом в течение суток.
Сразу оговоримся, что инверторно-аккумуляторные системы применяются не только в квартирах, но и в рамках любой иной резервной сети электропитания.
Накопление энергии осуществляется в АКБ, количество аккумуляторов в которых рассчитывается исходя из требуемых задач резервирования. Преобразование низковольтного напряжения в 220 вольт домашней сети происходит в инверторах.
Обратите внимание, что использование автомобильных аккумуляторов для бытовых систем бесперебойного питания нежелательно из-за необходимости обустройства специального помещения с принудительной вентиляцией. Автономный бесперебойник
Автономный бесперебойник
Для резервирования электропитания для устройств небольшой мощности (компьютера, бытовые контроллеры, системы связи) можно использовать автономные бесперебойники, продаваемые в виде отдельных устройств.
Наиболее ходовой диапазон резервирования с помощью таких устройств — от 250 Вт до 1.5 кВт, но есть промышленные модели, обеспечивающие подачу питания с мощностями до 8 кВт в течение 5-6 часов при полной нагрузке.
При использовании автономных модулей никаких изменений в проект электрики вносить не надо – их подключение производится как промежуточный узел между электросетью и защищаемым устройством.
Типы систем резервного электроснабжения длительного действия для загородного дома или коттеджа
Организация резерва электрической энергии для коттеджа оправдана в том случае, когда она регулярно поступает с длительными перебоями или же напряжение в сети не соответствует нормам. С серьезными нарушениями потенциала стабилизаторы не справятся, поэтому дополнительный источник тока должен покрывать основные потребности в освещении и работе вспомогательного оборудования.
Обычно резервное электроснабжение и бесперебойное питание сетей дома осуществляется при помощи «бесперебойника» UPS на аккумуляторах или газового генератора. Почему газового? Дело в том, что этот выбор обусловлен незначительными расходами на топливо и простыми правилами эксплуатации.
Оборудование дополнительного энергоснабжения должно проявлять мгновенную реакцию на падение или отключение напряжения, а также обеспечивать работу основных потребителей довольно продолжительное время. Бесперебойные конструкции бывают двух типов: одноступенчатые и двухступенчатые.
Одноступенчатые системы для обеспечения резерва электроэнергии
Если требования к продолжительности функционирования оборудования будут увеличиваться, то возникает необходимость применения батарей большей мощности и емкости. Однако такое решение связано с некоторыми проблемами:
- Литий-ионные АКБ и так недешевы, а с ростом емкости цена будет расти пропорцтонально.
- Батареи со свинцовыми пластинами дешевле, но занимают много места и требуют особых условий эксплуатации, потому что содержат кислоту.
- Чтобы быстро зарядить АКБ до следующего отключения сети, нужен зарядный ток большой величины и мощности домашней сети может быть недостаточно.
- Эксплуатационный ресурс аккумулятора составляет до 2 000 циклов «заряд-разряд», поэтому дорогую АКБ придется менять через каждые 2-3 года.
Двухступенчатый метод обеспечения резерва электропитания
Двухступенчатая система для организации надежного резервного электроснабжения загородного дома включает генератор и источник бесперебойного питания. Принцип ее работы прост – сразу после сбоя штатного электропитания включается ИБП, отвечающий за аварийную схему. Далее запускается генератор.
Такая конструкция не нуждается в мощном аккумуляторе, потому как он включается только на короткое время и нагрузка минимальна. Ресурс батареи в этом случае расходуется экономно, поэтому ее срок службы составляет более 10 лет. При этом стоит запомнить, что АКБ от автомобиля не подойдет для использования в ИБП. Мощность электрогенератора не ограничивается и зависит от потребностей пользователя.
Электроснабжение частного дома солнечными батареями
В частных и загородных домах все более широкое распространение получают солнечные батареи, используемые в качестве основных или резервных источников питания. Основной функцией этих устройств является преобразование солнечной энергии в электрическую.
Существуют различные способы применения постоянного тока, вырабатываемого солнечными батареями. Он может использоваться напрямую, сразу же после выработки или накапливаться в аккумуляторных батареях и расходоваться по мере необходимости в темное время суток. Кроме того, постоянный ток с помощью инвертора может быть преобразован в переменный ток, напряжением 110, 220 и 380 вольт и применяться для различных групп и типов потребителей.
Вся автономная система электроснабжения на солнечных батареях функционирует по определенной схеме. На протяжении светового дня они производят электроэнергию, которая затем подается к контроллеру заряда. Основной функцией контроллера является управление зарядом аккумуляторов. Если их емкость заполнена на 100%, то подача заряда от солнечных батарей прекращается. Инвертор преобразует постоянный ток в переменный с заданными параметрами. При включении потребителей, этот прибор забирает энергию из аккумуляторов, преобразует ее и направляет в сеть к потребителям.
Солнечная энергия, в зависимости от времен года, не бывает постоянной и не всегда рассматривается в качестве основного источника. Кроме того, объем электроэнергии, потребляемой ежесуточно, тоже изменяется в разные стороны. Поэтому при наступлении полного разряда аккумуляторов, происходит автоматическое переключение системы домашнего электроснабжения с солнечных батарей на другие резервные источники питания или на центральную электрическую сеть.
Солнечные батареи делают хозяев дома абсолютно независимыми от центрального электроснабжения. В этом случае не требуется подводка электрических сетей, исключаются дополнительные траты на оформление разрешительных документов и оплату электроэнергии. Данная система не зависит от перебоев централизованной подачи электричества, на нее не влияет рост тарифов, отсутствуют ограничения в подключении дополнительных мощностей.
Солнечные батареи могут эксплуатироваться в течение длительного периода времени, составляющего 20-50 лет. Серьезные финансовые вложения делаются только один раз, после чего система будет работать и постепенно окупать себя. Вся работа батарей осуществляется на полном автомате. Существенным плюсом является полная безопасность солнечной энергии для человека и окружающей среды. Для получения нужного экономического результата следует правильно выбирать оборудование, монтировать и вводить его в эксплуатацию.
Выводы и полезное видео по теме
Кратко об основных характеристиках бытовых ИБП:
Разнообразие типов ИБП и их характеристик является следствием различных условий их использования: мощности и вида подключаемых приборов, параметров и типовых проблем конкретной электросети. Бесперебойник обычно не самый дорогой элемент в системе, но от него зависит стабильность ее работы. Поэтому нужно определить условия эксплуатации и тщательно подойти к выбору модели.
Остались вопросы по теме статьи? Или можете дополнить этот материал интересной информацией о ИБП? Пожалуйста, пишите свои комментарии, задавайте вопросы, делитесь опытом в расположенном ниже блоке.
