Периодические отключения электричества способны вывести из строя всю систему отопления и повлиять на работу бытовой техники. Организация резервного питания дома только на первый взгляд сложная задача. В этой статье мы расскажем вам, как самостоятельно организовать резервное электроснабжение дома.
Практически в любом хозяйстве можно найти ряд устройств, которые было бы неплохо обеспечить резервным питанием. Сюда можно отнести холодильник, водонасосное оборудование, отопительный котел, компьютеры и устройства телефонии. Внезапно прерванная подача питания или скачки напряжения сокращают срок работы двигателей, возможен выход из строя блоков питания электронных устройств.
Существует два способа снизить влияние городской электросети на ритм своего быта. Для этого используют или источники бесперебойного питания (ИБП), или аварийные электрические генераторы.
Использование ИБП в домашнем хозяйстве
Почти все современные настольные компьютеры снабжены блоками бесперебойного питания для защиты от потери данных.
Схожие по устройству приборы, но более мощного класса, могут быть использованы для питания бытовой техники во время аварийного обесточивания.
Специфика их использования распространяется вплоть до организации аккумуляторных хранилищ, способных обеспечить весь дом электроэнергией в течение одного-двух дней.
И все же в быту наиболее широко применяются ИБП, защищающие отдельный потребитель или несколько, объединенных в выделенную линию, к которой может быть подключена также котельная или дежурное освещение. Это в корне меняет план электроснабжения дома, может потребоваться прокладка дополнительной проводки.
Инверторная система бесперебойного питания: 1 — сеть; 2 — батарейный инвертор; 3 — аккумуляторный банк; 4 — потребители
Перед приобретением ИБП следует составить список аварийных потребителей и рассчитать их мощность, потребляемую за наиболее продолжительный период, на который возможно отключение энергии. При этом обязательно учитывается как режим работы оборудования, так и прошлые опыты простоя без электричества.
Например, в резервном питании нуждаются:
- Холодильник — 400 Вт, время работы — 6 ч.
- Циркуляционный насос — 95 Вт, время работы — 24 ч.
- Газовый котел и автоматика котельной — 85 Вт, время работы — 24 ч.
- Зарядка ноутбука и телефонов — 200 Вт, время работы — 4 ч.
Таким образом, можно определить общее потребление приборов: 2,4 + 2,28 + 2,04 + 0,8 = 7,52 кВт/ч в сутки. Чтобы учесть и компенсировать временную деградацию аккумуляторов ИБП, к этому значению нужно добавить 30%, в итоге необходимая суточная емкость батареи ИБП составит почти 9,8 кВт/ч.
Сделав поправку на время аварийной работы, вы получите необходимую мощность устройства.
Учитывайте, что устройства такого класса мощности весьма дорогостоящие и делать дополнительный запас мощности не всегда нужно: поскольку ИБП не будет работать под полной нагрузкой, расчетной емкости хватит вполне.
Конфигурации защищенных сетей
При необходимости организовать резервное питание одному-двум потребителям, разумно использовать локальные ИБП. Так не потребуется переделка проводки в доме, нужно только корректно выбрать место установки прибора, а он довольно громоздкий.
В целом при нагрузке свыше 3 кВА/ч имеет смысл устанавливать одно устройство резервного питания для всех потребителей, организовав для них выделенную линию. Покупка одного мощного ИБП выгоднее нескольких менее мощных, в этом случае расходы на монтаж новой проводки вполне оправданы.
Другой плюс высокомощных ИБП — возможность самостоятельно определить режим и характеристики выходного тока для более продолжительной автономной работы.
Встроенный контроллер заряда в таких устройствах существенно продлевает жизнь батарей и поддерживает их в полной готовности даже во время длительного простоя.
Большинство устройств имеют интерфейс связи с ПК для отслеживания журнала работы и диагностики, а встроенный стабилизатор напряжения исключит скачки напряжения и сетевые помехи.
Длительная автономная работа — подключаем генератор
Есть два пути повышения времени автономной работы: наращивание парка аккумуляторных батарей и использование автономного источника электроэнергии. Первый вариант более дорогостоящий и использовать его следует лишь в тех условиях, где установка ДВС-генератора невозможна, например, в квартирах или офисах. Возникает спорный вопрос: а зачем нужен ИБП при наличии генератора?
Практика показывает, что параллельное использование этих устройств имеет свои плюсы:
- Электроснабжение осуществляется абсолютно беспрерывно.
- Характеристики тока, генерируемого портативными электростанциями, далеки от идеальных. Стабилизатор ИБП сглаживает помехи, имеет УЗИП электронного типа.
- При работе от генератора не нужны устройства высокого класса мощности, достаточно чтобы они соответствовали пиковой нагрузке при одновременно включенных потребителях. В случае, рассмотренном выше, будет достаточно ИБП мощностью 1 кВА/ч.
В отдельных случаях имеет смысл использовать генераторы с функцией автозапуска. В момент перехода на питание от аварийного генератора и при возникновении нештатных ситуаций (генератор заглох, кончилось топливо), питание переключается на ИБП. В нормальном же режиме генерируемого электричества будет достаточно для поддержки полного заряда батарей и включения всех потребителей в работу.
Гибридная система бесперебойного питания: 1 — сеть; 2 — инвертор; 3 — генератор; 4 — аккумуляторный банк; 5 — потребители
Построение схемы на многофункциональном АВР
Комфорт от применения ИБП достаточно высок, чтобы многие владельцы задумались о резервном питании всей электросети, а не отдельных потребителей. Для этого также есть несколько путей решения.
При невозможности установить генератор функцию резервного питания на себя берет сборка аккумуляторных батарей достаточной емкости. Тип аккумулятора определяется режимом работы: гелиевые имеют наибольшую цикличность и рассчитаны на частые включения, свинцово-кислотные AGM-аккумуляторы дешевле, их оптимально использовать для работы в режиме байпаса.
Аккумуляторный парк собирается из нескольких параллельно подключенных необслуживаемых аккумуляторов емкостью в 100–200 А/ч.
Суммарная емкость парка должна соответствовать общему энергопотреблению в пересчете на низкое напряжение, то есть в рассмотренном выше случае потребление приборов от сети 230 В составило 9,8 кВт/ч или кВА/ч.
При напряжении 12 В это эквивалентно общему потреблению в 816 А/ч, так определяется суммарная емкость парка. При сборке нужно учитывать также собственное энергопотребление системы и потери в проводах низкого напряжения, это примерно 5–7% от первоначальной мощности.
Все функции по управлению системой бесперебойного питания берет на себя инвертор с электронным управлением. Стоимость устройства надлежащего качества (MeanWell) на 1 кВт пиковой мощности составляет 400–600 $, от 3 до 5 кВт — 1200–1400 $. К слову, комплексные устройства с теми же параметрами обходятся как минимум в 2–3 раза дороже.
Резервная система с блоком АВР: 1 — сеть; 2 — генератор; 3 — аккумуляторный банк; 4 — щит автоматического ввода резерва (АВР); 5 — многофункциональный инвертор; 6 — потребители
При наличии генератора аккумуляторный парк можно существенно сократить до одного-двух часов бесперебойной работы. Но потребуется установка устройства АВР с функцией запуска генератора. Подойдут и простейшие щиты отечественного производства, такие как ЩАПг-3–1–50 «Техэнерго» (~20 000 руб.) или сборки АВР самостоятельного исполнения.
рмнт.ру
09.03.17
Генератор VS Инвертор (ИБП) с аккумуляторами
С отключением электричества жизнь в загородном доме останавливается, а если за окном зима и система отопления энергозависимая – коттедж может просто замерзнуть. При решении задачи бесперебойного питания обычно сталкиваются с вопросом “что выбрать”: генератор или бесперебойник. Постараюсь объективно ответить на этот вопрос.
Сразу следует сказать о том, что существуют разные виды как генераторов, так и ИБП в совершенно разных ценовых категориях. При сравнении будем иметь это ввиду.
Ценовое сравнение решений
Виды генераторов для дома
- Самые дешевые китайские генераторы (бензиновые, двигатель китайский, безщеточные, без AVR автоматической регулировки напряжения). При мощности в 5кВт его цена составит ~ 25-35т.р. Они, как правило, ориентированы на работу с неприхотливой и грубой нагрузкой (например, электроинструмент).
Броски напряжения и низкое качество сигнала на выходе делает их непригодным для бесперебойного питания дома, т.к. высока вероятность выхода бытовой электроники из строя.
- Бюджетные фирменные китайские генераторы (бензин/дизель/газ, двигатель китайский, щеточные, с AVR.
Fubag, Kipor, Hyundai, Elemax, TSS и прочие) мощностью в 5кВт будут стоить от ~45 до ~75т.р. Это вариант – самое дешевое решение для бесперебойного питания дома. Дополнительно для автоматизации: щит АВР (~30т.р.), выхлоп с глушителем (~20т.р.), контейнер с вентиляцией, если нет места в доме (~50т.р.). Итого: ~100-170т.р. В среднем около 135т.
р.
- Фирменные генераторы с японским двигателем (бензин/дизель, Honda, SDMO, Europower и т.п.). Цена от 110т.р. Это электростанции с большим моторесурсом, с высоким качеством напряжения, проблем с запуском практически нет. С автоматизацией от 160т.р. и выше. Среднее решение около 200т.р.
- Стационарные газовые генераторы (Generac, Briggs & Stratton). Обычное решение в районе 250-300т.р. до 10кВт. Дополнительно: АВР, подогрев, площадка под генератор (~100т.р.) + проект на подключение генератора + ежегодный сервис. Среднее решение около 350т.р.
- Стационарные мощные дизельные электростанции. Бюджет около 250-500т.р. за 20кВт. АВР + кожух + площадка + выхлоп (~200т.р.). Итого в среднем около 400т.р.
Процесс пуско-наладки однофазного дизельного генератора 12кВт для коттеджа
ИБП для дома – инверторы (без стабилизации напряжения)
Инвертор при наличии напряжения на входе пропускает его через себя на нагрузку. При отключении света – переключение на питание от аккумуляторов происходит за 2 – 20мс.
- Бюджетные китайские инверторы на отдельные автоматы. Чистый синус, мощность 2.4кВт (Stark, BiNeos и прочие). Устанавливаются на самую важную нагрузку в доме: котел, холодильник, свет, ТВ. При автономии ~6-8 часов (2 батареи по 200Ач) стоимость решения ~65т.р.
- Инвертор для всей фазы – отечественный МАП Pro “Энергия” на 6кВт для питания всей фазы. Комплект с 4-мя аккумуляторами и автономией на 10-12 часов со стеллажом – ~160т.р.
- Инвертор для питания всех 3-х фаз дома. Инвертор МАП Pro “Энергия” 9.0/48 + щит автоматики АКФ + 4 АКБ по 200Ач + стеллаж – ~190т.р. С увеличенной автономий до суток – около 270т.р.
ИБП для дома – On-line (со стабилизацией напряжения)
- ИБП On-line типа на 1кВа (0,8кВт) только для бесперебойного питания газового котла с одной, двумя или тремя внешними АКБ. Автономия для котла от 5 часов. Бюджет – от 25т.р.
- ИБП на 3кВа (2,4кВт) – дополнительно к системе отопления можно запитать холодильник, освещение, ТВ, видеонаблюдение и т.п. Подключается 6 или 8 внешних АКБ. Автономия от 6 часов. Бюджет ~90т.р.
- ИБП на 6/10кВа (5,4/9кВт) на всю фазу. В этом случае на фазу можно собрать все потребители, работа которых обеспечивает комфорт в доме. 16 внешних батарей. Автономная работа от 6 часов. Бюджет от 120т.р. Средний бюджет подобного решения при автономии около 12 часов – около 170т.р.
- ИБП 3в1 на 20кВа (18кВт) – бесперебойное питание всего дома.
ИБП объединяет мощность по трем фазам в одну. 16 внешних батарей. Бюджет около 250т.р.
- ИБП 3в3 от 20кВа. Со встроенными АКБ для автономии до 1.5 часов и внешними аккумуляторами для автономии до суток и более. 32-40 внешних аккумуляторов. Бюджет от 300т.р. Среднее решение около 500т.р.
- Подробнее: различия между ИБП и инверторами.
- Теперь давайте сравнивать по пунктам.
I. Включение резервного питания
Генераторы
При пропадании питания на вводе, автоматика даёт команду на старт двигателя генератора. Если старт произошел успешно, идет прогрев, а затем напряжение с электростанции подается в дом. Всё это занимает от 10 до 120 секунд в зависимости от типа генератора и настроек АВР.
За это время домашний сервер уйдет в перезагрузку, система видео наблюдения работать не будет, у современного газового котла может нарушится программа или возникнуть ошибка, лифт в доме застрянет. Кстати, часто для решения этих проблем используют ИБП с минимальным временем автономной работы.
Какие бывают сложности с запуском?
- У генератора разрядился пусковой аккумулятор – стартер не крутит.
- Генератор давно не заводился и поэтому возникли проблемы с подачей топлива: заливает свечи, карбюратор “закис” или завоздушился.
- Недостаточный уровень масла в двигателе.
- Забыли заправить бак после прошлого срабатывания.
- Возникла проблема с приводом заслонок
- Электростанция заработала, но возникли проблемы с охлаждением, и по перегреву она аварийно отключилась.
- Выработан моторесурс и т.п.
ИБП
Инвертор переходит на работу от АКБ за один полупериод синусоиды, т.е. максимальное время – 20мс. Иными словами, оборудование “не почувствует” момента переключения: персональный компьютер не перезагрузится, газовый котел продолжит работу без остановок.
ИБП типа On-line переключается на работу от аккумуляторов за 0 сек. – даже лампочки не моргнут.
Вероятность перехода на питание от АКБ стремится к 100%, так как в отличие от сложной системы пуска генератора, в инверторе за переключение отвечает быстродействующее силовое или твердотельное реле, которое рассчитано с большим запасом прочности.
Вывод №1. При отключениях бесперебойники имеют преимущество: время переключения минимально, практически исключена вероятность несрабатывания.
II. Время автономной работы
- Бензиновые генераторы рассчитаны на непрерывную работу в течение ~8 часов, далее дозаправка, час отдыха и снова 8 часов работы.
- Дизельные мобильные генераторы работают на одной заправке около 20 часов.
- Газовые генераторы могут работать непрерывно до 50 часов и более. В зимнее время каждые 50 часов работы требуют замены масла в двигателе.
- Дизельные стационарные электростанции могут работать непрерывно с остановками для сервисных работ (регламенты сильно разнятся в зависимости от марки двигателя).
Время работы бесперебойников определяется количеством и емкостью аккумуляторов (калькулятор расчета АКБ). При необходимости, время автономной работы от батарей можно довести до нескольких суток.
Однако, как показывает практика, в случае отсутствия катастрофически серьезных аварий в электросети, время отключения электричества редко превышает 12 часов. Именно на такое время мы, чаще всего, по запросу наших клиентов, проектируем систему бесперебойного питания для загородных домов.
Важно отметить, что расход топлива не сильно меняется в зависимости от нагрузки на генератор, а остаток запасенной энергии в аккумуляторах зависит от потребляемой мощности прямо пропорционально.
Плюс генератора в том, что вы можете включить, например, электроплиту (в рамках допуска по мощности) без сильной разницы в трате топлива.
Достоинство бесперебойников в том, что в ваше отсутствие в доме потребление электричества сведено к минимуму и аккумуляторов для поддержания работы газового котла и холодильника хватит уже не на 12 часов, а на сутки и более.
Вывод №2. Генераторы при должном уходе и наблюдении обеспечивают подачу напряжения до момента исчерпания топлива. Время работы бесперебойников ограничено батарейным банком, который чаще всего подбирают из расчета 12/24 часовой автономии. Мощные стационарные дизельные и газовые электростанции выигрывают в случаях очень длительных отключений электричества.
III. Качество электропитания
Как правило, качество питания с генераторов находится на минимально допустимом уровне. Иногда можно заметить моргание ламп освещения, рябь на экране телевизора.
Бюджетные модели генераторов при “взятии” нагрузки или резкой смене отдаваемой мощности (включился/выключился электрочайник) выдают в электросеть дома высоковольтные импульсные помехи и перенапряжения, которые могут повредить чувствительную электронику (ТВ, автоматика котлов, серверные и т.п.). В связи с этим, мы рекомендуем по выходу линии электростанции всегда устанавливать специальные сетевые фильтры.
Инверторы выдают на выходе чистый сигнал синусоидальной формы, который мало чем отличается от качества сигнала с трансформатора. Более того, они в моменте контролируют значение напряжения на входе, при отклонении которого за рамки допуска (значения устанавливаются), автоматически переключатся на работу от батарей, спасая вашу бытовую технику и электронику.
ИБП типа on-line не только выдает максимально качественный сигнал на выходе, но и обеспечивает полную защиту оборудования от всех возможных факторов некачественной сети, к которым можно отнести: броски перенапряжений, импульсы, провалы, “моргания”, искажения гармоник, помех и т.п. Двойное преобразование обеспечивает супер точную стабилизацию напряжения (+-1%). Самое ответственное оборудование в больницах, банках, ЦОДах и т.п. защищается именно этим типом источников.
Вывод №3. Бесперебойники обладают не только существенно лучшим качеством напряжения, чем генераторы, но и защищают оборудование от множества возможных проблем, которые “прилетают” из внешней электросети, on-line тип ИБП выступает и в роли стабилизатора напряжения.
IV. Обслуживание и стоимость владения
Генераторы каждые 25-50 часов наработки или раз в 3 месяца требуют замены масла, реже требуется замена фильтра и свечей зажигания. Необходимо иметь запасы топлива и следить за его уровнем. Раз в год меняется пусковой аккумулятор.
Хорошие газовые генераторы и стационарные дизельные электростанции всегда устанавливаются с заключением сервисного договора (20-40т.р.). Срок жизни бюджетных генераторов – 3-4 года, дорогих – до 10лет. Для генераторов, установленных на улице, зимой требуется подогрев картера и аккумулятора.
Цена топлива за один час работы – от 35 (газ/дизель) до 120 рублей (бензин).
Инверторы практически не требуют обслуживания (только в случае сильно пыльных помещений), ИБП on-line типа из-за сквозной схемы охлаждения желательно раз в 1-2 года очищать от пыли (снять корпус и пропылесосить), КПД преобразования около 90%. Аккумуляторы меняются раз в 8-12 лет в зависимости от условий эксплуатации. Один час работы ~5рублей (стоимость заряда).
Вывод №4. Генераторы требуют регулярного сервисного обслуживания и внимания, бесперебойники не требуют затрат, принцип – “поставил и забыл”.
V. Комфорт
Генераторы сильно шумят (особенно дизеля). Очень неприятно, если отключение света произошло ночью и автоматика запустила станцию. Во время работы чувствуется запах выхлопных газов на участке.
Инверторы работают полностью бесшумно. ИБП on-line типа шумят вентиляторами охлаждения – желательно их ставить в отдельное помещение. Аккумуляторы полностью герметичны, газов во время заряда и разряда не выделяется.
Вывод №5. Работа бесперебойников комфортнее и экологичнее.
VI. Установка
Генераторы бюджетного сегмента с автозапуском устанавливаются как правило в гараже, либо на цокольном этаже. Обязательно требуется система вентиляции, отвод выхлопных газов и виброизолирующий слой резины.
Силовые линии прокладываются через весь дом к щиту автоматики и далее к главному щиту (ГРЩ).
Газовые генераторы обязательно устанавливаются на улице на специально подготовленную забетонированную площадку и по согласованному с газовой кампанией проекту (если у вас не газгольдер).
Большие стационарные дизельный электростанции ставятся в кожухе под навесом или в открытом исполнении в помещении. Требуется прокладка силовых линий под землей.
Установка ИБП не требует больших затрат и много места. Важна температура – от 5 до 25С и нормальная влажность.
Вывод №6. Найти место для монтажа ИБП проще и стоимость работ ниже.
Инвертор для питания дома
Итог
Мы произвели сравнение двух принципиальных решений (ИБП/генератор) для обеспечения частного дома электричеством в случае перебоев с напряжением. Электростанции имеют преимущество только в двух случаях:
- При необходимости максимально дешевого решения для снабжения всего дома электричеством: генератор с ручным пуском на 5-6кВт, который будет работать на улице для всего коттеджа обойдется в 50-60т.р. Генератор с автоматикой сравним по цене с бесперебойником.
- При частых и длительных отключениях электричества (более суток) преимущество имеют газовые и дизельные электростанции.
Во всех остальных случаях оптимальнее использовать ИБП:
- Выше надежность ввода резерва
- Больше время автономной работы по отношению к бюджетным автоматическим генераторам
- Существенно выше качество питания бытовой техники
- Наличие стабилизации напряжения у ИБП on-line и защита от перенапряжений у инверторов.
- Заметно ниже стоимость владения и отсутствие проблем с обслуживанием
- Проще установка и мониторинг за состоянием системы
В заключении заметим, что достаточно часто поступают запросы на установку бесперебойников на длительную автономную работу от клиентов, которые уже имеют установленный генератор.
Задавайте ваши вопросы в х!
Сравнение систем резервного электроснабжения для загородного дома. Плюсы и минусы
Не секрет, что качество общего электроснабжения сегодня может существенно отличаться от нормативных показателей, особенно это характерно для загородных домов.
Несмотря на постоянную модернизацию электросетей нашей страны, стабильность подачи электричества, в силу целого ряда причин, по-прежнему оставляет желать лучшего. Особенно остро этот вопрос стоит перед владельцами домов с автономными инженерными системами: скважинный насос, система отопления, септик и т.д.
Ведь в данной ситуации, при аварийном отключении питания, речь будет идти не о потере комфорта, а о полном отключении всех систем жизнеобеспечения.
Для решения вопроса периодических отключений или падения напряжения в сети, многие домовладельцы ищут систему резервного энергоснабжения. Кстати, большинство из них предпочло бы пользоваться системой по принципу: «подключил и забыл».
Почему так? Да потому, что загородный дом – это территория комфорта и мало кому из домовладельцев хочется из рядового пользователя превращаться в специалиста, разбираться в тонкостях работы внутридомового оборудования и становиться его оператором.
В каких случаях действительно стоит позаботиться о резервировании электропитания?
- 1. Если происходят частые перебои с электроэнергией в силу перегруженности линий электроснабжения;
- 2. Если дом находится в отдаленном районе, и в случае аварии невозможен оперативный ремонт электросетей;
- 3. Если в местности, где расположен дом имеют место постоянные скачки напряжения в сети, опасные для нормального функционирования приборов и оборудования;
Ниже рассмотрим самые распространенные способы организации резервного электроснабжения
1. Установка генератора
Один из самых бюджетных вариантов. Выработка электроэнергии у данной техники происходит за счет раскручивания генератора двигателем внутреннего сгорания. За счет чего возникает вращающееся магнитное поле и на выходе получается переменный ток. В классическом варианте бензиновый или дизельный генератор подключается перед распределительным автоматом или через перекидной рубильник.
Мощность генератора подбирается исходя из суммарной нагрузки систем и оборудования, отключение которых нежелательно (насос, система отопления, сигнализация, холодильник и т.д.
) Несмотря на кажущуюся простоту и доступность, подобное решение относится к источникам аварийного электропитания, нежели к бесперебойному, поскольку не обеспечивает штатного режима работы и требует вмешательства человека.
- При отключении электроэнергии, домовладельцу необходимо будет совершить определенный набор действий:
- 1. Через несколько минут после отключения сетевой электроэнергии открыть воздушную заслонку двигателя и запустить его;
- 2. Когда двигатель прогреется, переключить нагрузку с магистральной линии на генератор и закрыть воздушную заслонку;
3. При появлении электричества на основной линии, отключить генератор и переключить нагрузку на магистральную линию.
То есть, если в ваше отсутствие произошло отключение электроэнергии, наличие генератора никак не поможет вашему дому, что особенно чревато последствиями в холодное время года.
При наличии определённых навыков и понимании принципов работы подобной техники, запуск и отключение генератора можно автоматизировать, однако полностью исключить участие человека не получится.
Стоимость же генераторов, оснащенных автозапуском и системой автоматического регулирования напряжения (AVR – Automatic Voltage Regulator) или внешним стабилизатором достаточно высока.
При подключении приборов к генератору без AVR или внешнего стабилизатора всегда есть риск повредить подключенные приборы.
- Кроме того, к недостаткам генераторов относятся:
- · высокий уровень воспроизводимого шума (> 50 дБ);
- · продолжительность работы ограничена емкостью топливного бака, поэтому нужно постоянно за этим следить;
- – производит выброс выхлопных газов, что серьезно ограничивает домовладельца в выборе места установки;
- · требуется периодическое техническое обслуживание.
Ремонт генератора
Кроме того, генератор никак вам не поможет в ситуациях, когда электричество в сети есть, но его напряжение не соответствует нормам.
2. Система резервного питания (СРП) на базе инвертора и аккумуляторов (АКБ)
Принцип работы такой системы достаточно прост. Аккумуляторы заряжаются от сети через зарядное устройство. В случае отключения электроэнергии необходимо переключить нагрузку на СРП. Инвертор преобразует постоянный ток от аккумуляторных батарей в переменный с напряжением в 230 В, и электроэнергия подается во внутридомовую электросеть.
Стоимость системы в данном случае будет во многом зависеть от емкости аккумуляторных батарей, который в свою очередь зависит от резервируемой мощности и предполагаемой длительности отключения.
Для увеличения срока автономной работы подобные системы могут дополнительно укомплектоваться генераторами, на случай более длительного времени отключения электроэнергии. Либо солнечными панелями, для сокращения затрат сетевой электроэнергии.
Длительность отключения – это предполагаемая величина, зависящая от большого количества факторов, но для ее оценки можно воспользоваться статистикой отключений вашего населенного пункта. Предположим, обычно электричество пропадает на 6 часов. В этом случае сумму мощностей всех электроприборов необходимо умножить на 6, а потом еще и удвоить полученное значение (об этом расскажем ниже).
Традиционные щелочные, свинцово-кислотные или гелевые аккумуляторы способны отдать в сеть не более 50% своего запаса, более глубокий разряд приводит к быстрой деградации и ухудшению рабочих параметров аккумулятора. Кроме того, всегда необходимо учитывать неизменно возникающие потери на преобразование с 12В постоянного тока на 230В переменного тока.
Система резервного питания на основе АКБСистема резервного питания на основе АКБ
Таким образом, для резервирования, к примеру, 1 кВт мощности на 6 часов вам потребуется 12 аккумуляторных батарей 12 В на 100 Ач. Здесь также учитываем потери на преобразование с 12В постоянного тока на 230В переменного тока. Средняя стоимость одного АКБ сегодня составляет 24-36 000 рублей, а суммарная стоимость такой СРП превысит 400 000 рублей.
Вторым важным фактором, который необходимо учитывать, планируя установку подобной системы – это срок жизни аккумуляторных батарей, который определяется числом циклов заряд-разряд и значительно зависит от условий ее эксплуатации. Причем не обязательно полностью разряжать аккумулятор. Даже разрядка на 5% с последующей зарядкой считается как 1 цикл.
Чем глубже разряжается батарея, чем большее время она находится в разряженном состоянии, тем меньшее число возможных циклов работы. Производители, указывая на своей продукции количество циклов, нередко исходят из идеальных условий работы батареи, которые часто бывают далеки от реальности.
В среднем принято считать, что аккумуляторы подлежат замене после 250-300 циклов, если вовремя не делать техническое обслуживание.
А теперь представьте сам процесс технического обслуживания или замены АКБ, при котором вам предстоит извлечь, а затем установить на место несколько агрегатов, каждый весом в 30 кг.
Система традиционных АКБ
Кроме того, для описываемых АКБ характерен такой показатель, как саморазряд – это частичная потеря заряда при отсутствии нагрузки. У некоторых моделей он может достигать 10% за первые 24 часа после зарядки. То есть, даже в условиях «полного покоя» такая система постоянно потребляет электроэнергию на дозарядку и расходует свой собственный ресурс.
В целом система резервирования питания на базе традиционных АКБ является устаревшим и недолговечным решением. Она громоздка, малоэффективна и может быть оправдана лишь в случаях резервирования небольшой мощности и на короткий интервал времени до 1 часа. В противном случае, ее покупная и эксплуатационная стоимость будет выше, чем у более современных и технологичных решений.
3. Готовая система со встроенными литий-ионным аккумулятором
Современные системы резервного питания представляют собой компактную систему со встроенным инвертором и литий-ионными накопителем энергии на 1500 Вт, встраиваемую в общедомовую электросистему.
Для ее работы не требуется дополнительного оборудования.
Устройство позволяет накапливать энергию из сети по установленному графику, например, ночью, когда действуют более низкие ночные тарифы, а также – от солнечных панелей в течение дня.
Во время отключения электроэнергии такая система обеспечивает электроснабжение и автоматически оптимизирует домашнее энергопотребление.
Компактная мобильная система резервирования электроэнергииКомпактная мобильная система резервирования электроэнергии
- По сравнению с щелочными и свинцово-кислотными аккумуляторами, литий-ионные аккумуляторы обладают рядом существенных преимуществ:
- – более компактные размеры и меньший вес. Так, запасаемая энергия Li-ion аккумуляторов составляет 250 Вт*ч на 1 кг массы, а у свинцово-кислотных всего 20 Вт*ч;
- – слабый саморазряд. Зарядившись один раз, они больше не потребляют энергию;
- – имеют большую глубину разряда и может отдавать 100% заряда в нагрузку;
- – обладают гораздо большим количеством циклов зарядки – 4500;
- – имеют срок эксплуатации более 10 лет.
Установка системы довольно проста и может быть выполнена даже не профессионалом. Устройство подключается к электросети после вводного автомата в распределительном щитке (при трехфазном электроснабжении отдельный модуль подключается к каждой из фаз).
Если ваша система включает солнечные панели, они также подключаются к модулю. Затем производится настройка подключения к сети Интернет и устройство полностью готово к работе.
Солнечные панели (2 комплекта = 2 кВт мощности)Солнечные панели (2 комплекта = 2 кВт мощности)
Например, вам необходимо обеспечить резервирование электроэнергии для нескольких видов оборудования. В случае, если эти устройства подключены к разным фазам, вам потребуется произвести несложную модернизацию электрощита.
При наличии напряжения в сети, система работает в режиме байпаса, осуществляя режим трансляции сети к внутридомовым потребителям.
При отключении электроэнергии модуль автоматически переключается в инверторный режим и начинает подавать энергию ко всем зарезервированным системам (модули устанавливаются в разрыв существующей сети, т.е.
специальных линий подключения резервируемых приборов не требуется). При значительном отклонении сетевого напряжения от нормы, система также переключается на работу от аккумулятора (или от солнечных панелей).
Скоординированная работа всей системы обеспечивается встроенной системой управления, которая автоматически собирает все данные о состоянии батареи, состоянии входной сети и выходной сети. Контроль за состоянием системы может осуществляться удаленно при помощи установленного на смартфон приложения.
Интерфейс мобильного приложенияИнтерфейс мобильного приложения
В случае, если у вас есть необходимость увеличить время автономной работы системы, вам достаточно просто докупить необходимое количество модулей. Каждый модуль – готовая система. Он содержит батарею, инвертор, зарядное устройство, систему управления, MPPT и пр.
При установке одного модуля на другой (по принципу Lego), устройства начинают работать как единая система, в которой каждый следующий модуль добавляет как максимальную мощность резервируемой нагрузки, так и емкость системы (и возможность дольше работать в автономном режиме).
Современная система ИБП на основе литий-ионных аккумуляторовСовременная система ИБП на основе литий-ионных аккумуляторов
Благодаря интеллектуальным функциям, можно настроить работу системы под собственные потребности, меняя режимы работы.
Например, в режиме максимального использования солнечной энергии, модуль будет питать нагрузку и заряжать аккумулятор от солнечных панелей.
Режим работы по расписанию позволяет оптимизировать энергопотребление с учетом различных тарифов на электроэнергию в разное время суток.
Благодаря компактному размеру и сравнительно небольшому весу, модуль можно брать с собой в поездки в качестве источника электроэнергии, а при необходимости с его помощью можно даже подзарядить электромобиль.
Нередко к минусам модульных литий-ионных систем относят их высокую стоимость. Первоначальные вложения в такую систему действительно выше, чем в СРП на базе свинцово-кислотных аккумуляторов.
Но, как уже отмечалось выше, срок эксплуатации модуля превышает 10 лет, за аналогичный интервал времени свинцово-кислотные АКБ необходимо будет менять минимум 4 раза, а это уже совсем другие затраты и дополнительные хлопоты.
Модульная литий-ионная система резервированного питания загородного дома позволяет установить ее и забыть о любых проблемах с энергоснабжением.
Совместная работа генератора и ИБП / Лайв им. Интеллиджент Пауэр / iXBT Live
Работоспособность системы Генератор — ИБП
Генератор с ИБП
В данной статье кратко рассматриваются общие, принципиальные вопросы взаимодействия и работоспособности генератора (любого — бензинового, дизельного, газового) и любого ИБП, без относительно его структуры (On-Line или Line-Interactiv).
Основная проблема совместной работы ИБП с генератором — частота. Это проблема, в общем-то, не ИБП, а генератора.
- Суть проблемы: генератор выдает на выход напряжение с определенной амплитудой и частотой.
- К амплитуде напряжения с генератора, которое является входным для ИБП, как правило, вопросов не возникает.
- Все ИБП структуры Line-Interactiv имеют автоматические ступенчатые стабилизаторы и в диапазоне 170-270 вольт (в среднем) работают стабильно.
- ИБП структуры On-Line в указанном диапазоне также не испытывают никаких проблем с амплитудой от генератора.
- А вот с входной частотой ИБП любой структуры ведут себя одинаково – не «нравится» ИБП частота от генератора – ИБП переходит в режим работы от батарей.
- Распространенная ситуация – генератор работает, напряжение в норме, а ИБП либо просто работает от батарей, либо периодически “сваливается” на батареи, а через несколько секунд возвращается на входную (генераторную) сеть.
- Если ИБП постоянно работает от батарей при включенном генераторе, значит частота с генератора выходит за допустимый диапазон.
- Но ИБП реагирует не только (и не столько) на выход частоты генератора за приемлемый для ИБП диапазон.
ИБП, любому, очень не нравится резкое, скачкообразное изменение частоты, т. к. цепи измерения и контроля входной частоты ИБП не могут так же мгновенно оценить и синхронизировать работу ИБП.
То есть, если частота с генератора, к примеру, 52 Гц, что приемлемо для любого ИБП, ИБП работает от напряжения генератора. Всё хорошо.
Потом частота с генератора очень резко и быстро, по любой причине, мгновенно, скачкообразно, изменяется, к примеру, с 52 Гц на 49 Гц, что тоже вполне допустимо, но, именно мгновенное изменение частоты, ИБП воспринимает как сбой входного (генераторного) напряжения по частоте и переходит на батареи. Через какое-то время (обычно — очень короткое), ИБП, измерив частоту генераторного напряжения и “увидев” 49 Гц, возвращается на работу от входного напряжения. И т.д. ИБП постоянно “болтается” между входным генераторным напряжением и батареями.
Исходя из вышеизложенного — вопросы к генератору.
1. Влияние нагрузки на частоту генератора.
Маломощные генераторы, как правило, ведут себя следующим образом:
- Без нагрузки частота с генератора велика – более 55-56 Гц. ИБП в этом случае работает от батарей.
- При подключении определенной нагрузки частота с генератора падает, находится в допустимых для ИБП пределах и ИБП штатно работает от генератора.
- При дальнейшем увеличении нагрузки частота с генератора падает еще больше и выходит за рамки допустимой для ИБП. ИБП переходит на батареи.
Вывод: Для корректной работы системы Генератор-ИБП необходимо исключить влияние величины нагрузки на частоту генератора. Исключить это влияние возможно только применением генератора большой мощности.
Именно поэтому, среди специалистов существует негласное правило, что для корректной работы ИБП с генератором мощность генератора должна быть минимум в 3-4 раза больше мощности ИБП, читай – больше мощности нагрузки.
2. Регулировка генератором частоты.
Маломощные и дешевые генераторы, как правило имеют механическую, в лучшем случае, электромеханическую, систему регулировки частоты, при работе которой частота с генератора изменяется скачкообразно, резко. Это ИБП и не нравится.
Поэтому еще одно требование к генератору – наличие мощной и качественной, электронной, системы плавной регулировки частоты.
Загрузка...
