» » Автономное и резервное электроснабжение дома

Автономное и резервное электроснабжение дома

Категория: Ремонт

Автономное и резервное электроснабжение домаАвтономное и резервное электроснабжение дома.

Если в местности, где расположен ваш дом или дачный участок с домом, часты внезапные отключения электроэнергии продолжительностью несколько часов, то для полноценного проживания (нормальной работы системы освещения, сигнализации, отопления и бытовой техники) вам необходимо установить систему резервного электроснабжения.

Если же в местности, где находится ваше жильё или дача вообще нет стационарного электроснабжения, вам придётся задуматься об установке системы автономного (независимого) электроснабжения. Разница между ними только в продолжительности работы, резервная система рассчитывается на некоторое конечное время работы (обычно на максимальное время отключения сети электроснабжения). Автономная же система предназначена для постоянной работы.

Необходимо отметить, что поскольку в природе действует закон сохранения энергии, то мы не сможем потратить энергии больше, чем произвели и накопили. В этом плане можно привести аналогию с деньгами как средством учёта труда. Мы не сможем потратить больше денег, чем их имеется в нашем распоряжении. Интересно заметить, что автономной системе энергоснабжения соответствует (по аналогии с деньгами) наша заработная плата, резервной системе – кредиты и займы (на какое-то время.

Отсюда следует важный вывод, что без расчётов, без проекта, хотя бы приблизительного, прикидочного, создать работоспособную систему резервного и автономного электроснабжения нельзя.

Что же нам понадобится для создания системы автономного или резервного электроснабжения.

Во-первых, генераторы электроэнергии – устройства, преобразующие в электрическую энергию другие виды энергии. На сегодня промышленно выпускаются блоки из двигателя внутреннего сгорания (ДВС) и генератора, который преобразует сначала с помощью ДВС энергию топлива в механическую энергию, а затем механическую энергию двигателя с помощью электрогенератора – в электрическую. Для получения механической энергии, преобразуемой генератором, могут использоваться ветряные двигатели (ветряки) или гидротурбины. Могут быть использованы и относительно новые источники электроэнергии – солнечные батареи, в которых энергия солнечного света непосредственно преобразуется в электрическую энергию.

Все эти устройства имеют свои преимущества (у генераторов с приводом от ДВС – стабильная непрерывная работа; у ветровых, гидростанций и солнечных батарей – практически дармовая энергия) и недостатки (у генераторов с приводом от ДВС – высокая стоимость топлива и ограниченный моторесурс, у ветровых и солнечных батарей – зависимость от наличия ветра и солнечного света). Для установки минигидроэлектростанции необходимо наличие рядом с домом водного потока. Опять-таки при выборе генерирующего устройства необходимо обращение к специалистам и поиск с их помощью наиболее экономически выгодного варианта производства электроэнергии.

Во-вторых, устройства накопления и сохранения электроэнергии. Это, как правило, аккумуляторные батареи. Они позволяют превратить неравномерное и нестабильное поступление электроэнергии от генерирующих устройств в постоянное и стабильное. По аналогии можно рассмотреть систему пневмоснабжения промышленных предприятий – использование энергии сжатого воздуха для работы оборудования. Сжимающий воздух компрессор выдаёт на выходе пульсирующий поток сжатого воздуха, а для работы оборудования требуется стабильный и постоянный поток с давлением 6 атмосфер. Чтобы его получить, после компрессора ставится ресивер – ёмкость для накопления и хранения сжатого воздуха с клапаном регулирования давления. В результате на выходе ресивера мы имеем постоянный поток воздуха под давлением 6 атмосфер, причём давление сохраняется, даже если компрессор на время прекращает работу.

Вот таким «ресивером» в нашем случае и являются аккумуляторы. Основной показатель аккумуляторной батареи – это электрическая ёмкость, измеряемая в ампер-часах (А-ч). Что она означает? К примеру, батарея ёмкостью 200 А-ч теоретически способна выдавать ток в 200А в течение часа, или ток 20А в течение 10 часов. Практическая же отдача у батарей всегда меньше теоретической и зависит от многих факторов, например температуры.

Нетрудно подсчитать, что аккумуляторная батарея с рабочим напряжением 12 вольт и ёмкостью 200 А-ч накапливает теоретически 12х200= 2400 ватт-часов или 2,4 кВт-часов электроэнергии. Практически – около 2 кВт-ч, что может обеспечить, к примеру, освещение дома мощностью 500 ватт в течение 4 часов или приготовление обеда на электроплите (2кВт) в течение часа.

Обычно используется некоторое количество батарей, определяемое расчётом – проектом автономного или резервного электроснабжения дома. Батареи могут соединяться последовательно, повышая выходное напряжение, или параллельно, обеспечивая работу при том же напряжении, но с повышением токоотдачи.

В-третьих . преобразователи тока, так называемые инверторы.

Дело в том, что аккумуляторные батареи аккумулируют и выдают электроэнергию в виде постоянного тока напряжением 6, 12, 24 и т.д. вольт. Солнечные батареи – постоянный ток напряжением 24 вольта. Для зарядки аккумуляторов требуется напряжение выше рабочего и автоматически регулируемый ток зарядки. А для работы домашних электроприборов и бытовой техники требуется переменный ток под напряжением 220 вольт и с частотой 50 герц.

Для преобразования постоянного тока под низким напряжением 12 – 24 вольта в переменный ток под напряжением 220 вольт и служат инверторы. Инвертор – электронный прибор (без движущихся частей) как раз и делает такое преобразование. Стоит сказать несколько слов о форме преобразованного инвертором тока. Дело в том, что у переменного тока, получаемого из стационарных сетей электропитания, изменение напряжения во времени происходит по синусоиде (геометрической кривой) с частотой 50 циклов в секунду. Это обусловлено конструкцией промышленных генераторов – вращением ротора. В преобразователе способ получения синусоиды другой – искусственный. Поэтому выдаваемый преобразователем ток по форме лишь приближается к синусоиде (его форма – так называемая «квазисинусоида»). Это может влиять на работу некоторых электронных приборов – телевизоров, мониторов и т.д. и вызывать у звуковой аппаратуры так называемый «фон» неприятный призвук.

Более дорогие инверторы рекламируются как выдающие «чистую синусоиду». При выборе инвертора это необходимо учитывать и при необходимости использовать инверторы с «чистой синусоидой.

И ещё, электродвигатели в момент пуска (когда ротор ещё неподвижен) работают как бы в режиме короткого замыкания, пусковой ток ограничивается только сопротивлением обмоток, которое невелико. Поэтому пусковые токи таких устройств, как электронасосы, пылесосы и т.д. могут в 4-5 раз превышать номинальные. А инверторы допускают превышение тока в 1,5 раза. Нужно иметь это в виду и для решения проблемы обращаться к специалистам.

В-четвёртых, электронные устройства автоматического управления, регулирования и защиты.

Как правило, ими оснащаются современные инверторы. Это могут быть релейные устройства, автоматически запускающие генератор с двигателем внутреннего сгорания для зарядки аккумуляторов при их разряде. Это устройства, которые быстро и незаметно для потребителей электроэнергии переводят домовую электросеть в режим резервного питания при внезапном отключении сети.

Более подробно с устройствами инверторов можно ознакомиться по их описанию и проконсультировавшись со специалистами.

Так же устройствами управления, регулирования и защиты оснащаются генераторы с приводом от ДВС.

В заключение приведем несколько примеров типовых схем резервного и автономного электроснабжения.

1. Простейшая система резервного электропитания = инвертор + аккумулятор.

Дополнение к электросети при частых отключениях. Пока в электросети есть напряжение– инвертор включает зарядку аккумулятора и регулирует её, при внезапном отключении– инвертор моментально (незаметно для подключённых приборов) подключает к домовой сети питание от аккумулятора. Применяется при непродолжительных отключениях и при небольшом ограниченном энергопотреблении (как правило, некоторой группой особо важных потребителей (сигнализация, холодильник и т.д.

2. Автономное и резервное электропитание = генератор с приводом от ДВС + аккумуляторы + инвертор.

При разрядке аккумуляторов инвертор через реле автоматически запускает двигатель генерирующей установки и заряжает аккумуляторы. Двигатель внутреннего сгорания работает циклами, что увеличивает его моторесурс и уменьшает расход топлива. В случае использования установки в качестве резервного электроснабжения, инвертор при отключении основной сети автоматически переключает питание на резервное от аккумуляторов.

3. Автономное электроснабжение от генератора с приводом от ДВС.

Вполне приемлемый вариант – выпускаемые двигатели-генераторы рассчитаны на такую работу. Однако необходимо учесть, что двигатели имеют ограниченный моторесурс, к примеру, дешёвые двухтактные двигатели имеют ресурс всего 500 – 1000 часов. К тому же электроэнергия, вырабатываемая таким образом, имеет высокую себестоимость. Другими словами, такой вариант подходит при временном (сезонном) проживании, к примеру, для дач. А для автономного электроснабжения при условии постоянного проживания лучше всего применить следующий вариант.

4. Автономное электроснабжение = Ветровой электрогенератор или (+) солнечные батареи или (+) минигэс или (+) генератор с приводом от ДВС + аккумуляторы (несколько штук по расчёту) + инвертор.

Наиболее оптимальный вариант с экономической точки зрения, к тому же достаточно долговечный. Однако и самый дорогой.

Надеемся, что данная статья поможет вам более осознанно подойти к выбору системы автономного или резервного электропитания и её элементов. При желании оборудовать свой дом такими системами – обращайтесь к специалистам, которые составят проект и смету расходов и дадут советы по выбору конкретного, наиболее подходящего оборудования.

Добавить комментарий Отменить ответ.

Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь. Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо зайти на сайт под своим именем.