Резервное и Автономное Электропитание — это следует знать! Автономное электроснабжение дома и дачи (возобновляемая энергия).

Довольно часто возникает ситуация, когда место для строительства частного дома во всех отношениях просто идеальное, но в то же время отсутствует возможность подключения к централизованным . Особенную остроту приобретает вопрос обеспечения электричеством, без которого невозможно нормальное функционирование современных объектов. Поэтому наилучшим выходом из такого положения будут автономные системы электроснабжения, обеспечивающие полную независимость от центральных электрических сетей, без какого-либо ущерба для экологии.

Использование автономных систем обойдется значительно дешевле, чем прокладка новой линии электропередачи, требующая значительных материальных затрат. Автономный источник питания находится в полной собственности хозяина дома. При регулярном техническом обслуживании он сможет эксплуатироваться в течение длительного времени.

Автономные системы электроснабжения частного дома

Автономные инженерные сети широко используются в частных домах. Собственное водоснабжение, канализация и система отопления дают полную независимость от местных коммунальных служб. Гораздо сложнее решается вопрос обеспечения электричеством, однако при правильном подходе с использованием альтернативных источников питания, эта проблема сравнительно легко преодолевается. Существует несколько вариантов автономного электроснабжения, каждый из которых является наиболее подходящим для конкретных условий эксплуатации, в том числе и солнечные системы электроснабжения.

Все автономные системы имеют единый принцип работы, но отличаются первоначальными источниками электроэнергии. При их выборе учитываются различные факторы, в том числе и расходы на эксплуатацию. Например, бензиновые или дизельные генераторы постоянно требуют топливо. Другие же, условно относящиеся к так называемым вечным двигателям, не нуждаются в энергоносителях, а, наоборот, сами способны вырабатывать электричество за счет преобразования энергии солнца и ветра.

Все автономные источники электроснабжения по большому счету похожи друг на друга своим общим устройством и принципом действия. В состав каждой из них входят три основные узла:

• Преобразователь энергии. Представлен солнечными панелями или , где энергия солнца и ветра преобразуется в электрический ток. Их эффективность во многом зависит от природных условий и погоды в данной местности - от солнечной активности, силы и направления ветра.
• Аккумуляторы. Представляют собой электрические емкости, накапливающие электричество, активно вырабатываемое при оптимальной погоде. Чем больше имеется аккумуляторов, тем дольше сможет расходоваться запасенная энергия. Для расчетов используется среднесуточное потребление электричества.
• Контроллер. Выполняет управляющую функцию по распределению потоков выработанной энергии. В основном эти устройства контролируют состояние аккумуляторных батарей. Когда они полностью заряжены, вся энергия уходит напрямую потребителям. Если же контроллер обнаруживает разрядку батареи, то энергия перераспределяется: она частично уходит потребителю, а другая часть затрачивается на зарядку батареи.
• Инвертор. Устройство для преобразования постоянного тока 12 или 24 вольта в стандартное напряжение 220 В. Инверторы имеют различную мощность, для которой берется суммарная мощность одновременно работающих потребителей. При расчетах необходимо давать определенный запас, поскольку работа оборудования на пределе возможностей приводит к его быстрому выходу из строя.

Существует различное автономное электроснабжение загородного дома, готовые решения которого дополняются различными элементами в виде соединительных кабелей, балластов для сброса лишнего электричества и прочими составными частями. Для правильного выбора агрегата следует более подробно ознакомиться с каждым типом альтернативных источников питания.

Генераторы и мини-электростанции

Генераторные установки и мини-электростанции широко используются и обеспечивают автономное электроснабжение дома, особенно там, где совсем нет централизованных электрических сетей. При условии правильного выбора агрегата, на выходе получается напряжение, способное полностью обеспечить объект электроэнергией. Основным фактором нормальной работы оборудования, является его соответствие электрическим параметрам подключаемых потребителей.

Как правило автономные электростанции выполняют две основные функции. Они служат источником резервного питания на период отключения электроэнергии или снабжают объект электричеством на постоянной основе. Во многих случаях эти устройства обеспечивают подачу напряжения более высокого качества, чем в центральной сети. Это очень важно при использовании высокочувствительной техники, например, газовых отопительных котлов, медицинского оборудования и другой аппаратуры.

Большое значение имеет мощность генераторов, их производительность и возможность продолжительной работы без отключения. Техника с малой мощностью относится к категории электрогенераторов, а более сложные и мощные конструкции считаются уже мини-электростанциями. К устройствам малой мощности относятся генераторы способные выдерживать нагрузку, не превышающую 10 кВт.

Существуют различные типы генераторов, в зависимости от применяемого топлива.

1. Бензиновые. Чаще всего используются в качестве резервного источника питания в связи с высокой стоимостью топлива и сравнительно дорогим техническим обслуживанием. Стоимость бензиновых агрегатов значительно ниже других аналогов, что делает их экономически выгодными именно в качестве резервного источника на период отключения основной электроэнергии.
2. Дизельные. Обладают значительным моторесурсом, гораздо выше, чем у бензиновых аналогов. Такое оборудование может работать дольше, даже при больших нагрузках. Несмотря на их высокую стоимость, дизельные генераторы пользуются повышенным спросом из-за дешевого топлива и недорогого технического обслуживания.
3. Газовые. Надежность и эффективность этих агрегатов вполне может сравниться с бензиновыми и дизельными генераторами. Основным достоинством является их низкая цена и экологическая чистота в процессе эксплуатации.

Каждый агрегат состоит из двигателя и самого генератора. Для более удобной работы все устройства оборудуются замком зажигания, стартером и аккумулятором, розетками для подключения потребителей, измерительными приборами, топливным баком, воздушным фильтром и другими элементами.

Аккумуляторы и источники бесперебойного питания

Одним из вариантов на период отключения электричества в загородном доме являются источники бесперебойного питания. Их применение позволяет решить множество проблем, особенно при кратковременных отключениях электроэнергии. Регулировка питания осуществляется с помощью инвертора и стабилизатора. Использование бесперебойников позволяет сохранить важную информацию на компьютере, которая может быть уничтожена при неожиданном отключении электроэнергии.

В состав входит схема управления и инвертор, являющийся по сути, зарядным устройством. От его мощности зависит время переключения и обеспечение бесперебойного поступления электроэнергии к потребителю. За счет этого обеспечивается автономное электроснабжение загородного дома.

Особая роль отводится стабилизатору, основная функция которого заключается в увеличении или снижении подачи тока, поступающего из основной сети. Поэтому при выборе источника бесперебойного питания следует обязательно учитывать технические характеристики инвертора и стабилизатора. Стандартные устройства оборудуются стабилизатором, способным лишь понижать напряжение.

К положительным качествам ИБП можно отнести их сравнительно невысокую стоимость. Они работают бесшумно и не подвержены нагреву за счет высокого КПД, составляющего 99%. Основным недостатком считается продолжительное переключение на собственное питание. Отсутствует возможность ручной настройки величины напряжения и частоты подачи энергии. Во время работы аккумулятора выход напряжения будет иметь несинусоидальную форму.

Источники бесперебойного питания хорошо зарекомендовали себя совместно с компьютерами и локальными сетями, эффективно поддерживая их работоспособность. Они оказались наиболее оптимальным вариантом для использования именно в этой области.

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.

Ветрогенераторные установки

Энергия ветра используется с давних пор. Наглядным примером являются парусные корабли и ветряные мельницы, оставшиеся далеко в прошлом. В настоящее время ветровая энергия стала вновь использоваться для совершения полезной работы.

Типичным представителем этих устройств считается ветрогенератор. Принцип работы агрегата основа на вращении воздушным потоком лопастей ротора, закрепленного на валу генератора. В результате вращения в обмотках генератора создается переменный ток. Он может расходоваться напрямую или накапливаться в аккумуляторах и использоваться в дальнейшем по мере необходимости. Таким образом, обеспечивается автономное электроснабжение объекта.

Кроме генератора, в рабочей цепи имеется контроллер, выполняющий функцию преобразования трехфазного переменного тока в постоянный. Преобразованный ток направляется на зарядку аккумуляторов. Бытовые приборы не могут работать от постоянного тока, поэтому для его дальнейшего преобразования используется инвертор. С его помощью происходит обратное превращение постоянного тока в переменный бытовой ток на 220 вольт. В результате всех преобразований расходуется примерно 15-20% от первоначально выработанной электроэнергии.

Совместно с ветровыми установками могут использоваться солнечные батареи, а также бензиновые или дизельные генераторы. В этих случаях в схему дополнительно включается автоматический ввод резерва (АВР), который производит активацию резервного источника тока, если основной отключается.

Для того чтобы получить максимальную мощность, расположение ветряного генератора должно быть вдоль по направлению ветрового потока. Наиболее простые системы оборудуются специальными флюгерами, закрепляемыми на противоположном конце генератора. Флюгер представляет собой вертикальную лопасть, которая разворачивает все устройство навстречу ветру. В более сложных и мощных установках эта функция выполняется поворотным электромотором, под управлением датчика направления.

В связи с частыми отключениями электроэнергии, нестабильным напряжением и частотой в электросети в последнее время все чаще и чаще возникают вопросы: Как обеспечить себя электроэнергией на время отключения основной электросети? Какой источник автономного питания выбрать? И как это сделать?

Для начала необходимо определиться с условиями задачи.

Первое условие - потребляемая мощность нагрузки . Эта мощность складывается из мощностей отдельных потребителей электроэнергии. Количество потребителей, из мощностей которых складывается общая мощность нагрузки, будет зависеть лишь от вашего желания. Однако следует иметь в виду, что те потребители, которых вы не включили в этот список, должны быть отключены во время работы автономного источника электропитания. Несоблюдение этого может привести к перегрузке и даже к выходу оборудования из строя.

То есть вам необходимо понять, что вы хотите получить? Обеспечить себе комфортное существование на время отключения независимо от того, на сколько отключилась сеть, или же обойтись несколькими особо важными потребителями, отключение которых может привести к серьезным материальным затратам (например система отопления).

Загородный дом, как правило, потребляет от 5 до 40 кВА. Сюда входит освещение, системы отопления, водоснабжения, канализации, бытовые электроприборы, системы охранной и пожарной сигнализации, системы видеонаблюдения.

Если вы решили запитать от автономного источника часть потребителей (что целесообразно с точки зрения цены), то из всего этого перечня вам необходимо выбрать, в первую очередь, самых критичных к пропаданию напряжения потребителей (аварийное освещение, система отопления), и далее к ним суммируем менее критичные нагрузки. Потребители электроэнергии, у которых отсутствует индуктивная составляющая мощности, называются активными: лампы накаливания, нагревательные приборы. Однако простое суммирование мощностей будет справедливым, пока вы не дойдете до оборудования, которое имеет пусковые токи. Оно имеет свойство потреблять в несколько раз больший номинального ток в момент запуска. Эти токи необходимо учитывать и давать соответствующий запас по мощности (примерно 2,5-3,5 раза). Такие потребители называются индуктивными: электродрели, электропилы, насосы, компрессоры, холодильники, лазерные принтеры и т.п. Кроме того, необходимо учитывать и коэффициент одновременности, который показывает процент одновременной работы оборудования.

Основная мощность (Prime Rating Power) - это максимальная мощность, которую ДГУ может развивать при непрерывной работе на переменной нагрузке неограниченное время. Средняя величина нагрузки в 24-часо-вый период составляет 70%, если иное не оговорено производителем. Перегрузка в течение 1 часа на 12 часов работы не оговаривается ISO, но допускается. Минимальная величина нагрузки ДГУ составляет 25% от мощности PRP.

То есть если вы предполагаете, что ваша генераторная установка будет работать как основной источник электроэнергии, то вам необходимо ориентироваться именно на эту мощность. Если величина PRP не указывается, то данная генераторная установка может работать только как резервный источник электроснабжения.

Вспомогательная и резервная мощность (Emergency Standby Power) - это максимальная , которую ДГУ может развивать при работе на переменной нагрузке во время возможного перебоя в электросети, которую ДГУ резервирует, при годовом времени наработки не более 500 часов. Средняя мощность в течение 24-часового периода 70%, если иное не заявлено производителем. Перегрузка не допускается.

Минимальная величина нагрузки ДГУ не регламентируется, но составляет 25% от мощности PRP.

То есть эта та мощность, которую генераторная установка может развивать кратковременно, в качестве резервного источника питания. Мощность ESP всегда больше мощности PRP, так как это мощность, которую развивает генераторная установка на непродолжительное время (не более 500 часов в год), но при этом перегрузки не допускаются.

Таким образом, расчет потребляемой мощности является не такой простой, как это выглядит на первый взгляд, задачей. И мы рекомендуем для корректной и правильной оценки потребляемой мощности и безошибочного подбора оборудования обращаться к специалистам.

Следующим важным компонентом условия этой задачи является время автономной работы , то есть время, которое будет работать ваш источник автономного питания, пока не восстановится и не войдет в допустимые пределы напряжение основной электросети.

Для определения этого параметра вам необходимо проанализировать, как часто и насколько по времени происходят отключения электроэнергии и, исходя из этого, определиться со временем автономной работы необходимым для вас.

Объясню, почему это важно. При кратковременных пропаданиях напряжения с небольшой периодичностью одним из вариантов решения проблемы автономного электроснабжения является установка источника бесперебойного питания, который в режиме автономной работы использует электроэнергию аккумуляторных батарей, количество которых можно увеличивать в зависимости от необходимого времени автономной работы (до нескольких десятков минут). При более длительных и частых отключениях вариантом решения этой же проблемы является установка генераторной установки, для которой также необходимо предусмотреть достаточный запас топлива в зависимости от необходимого времени автономной работы.

И еще один момент необходимо учесть при постановке условий этой задачи - это наличие оборудования, критичного к различного рода скачкам, импульсам, пропаданиям напряжения и отклонениям частоты основной электросети. Это электронные блоки управления оборудованием (например, котлом системы отопления), компьютеры, контроллеры охранной и пожарной сигнализации, плазменные панели и т.п. То есть оборудование, которое требует именно качественного электроснабжения, иначе оно может некорректно работать или просто выйти из строя.

Теперь, когда условия задачи известны, можно приступать к ее решению. Существует несколько вариантов технических решений.

ИБП по принципу работы можно разделить на две группы это: Off Line и On Line. Off Line (Stand-By) тип ИБП, допускающих перерыв питания нагрузки во время переключения со входной сети на инвертор (transfer time, или время переключения). On Line тип ИБП, который обеспечивает непрерывное и фильтрованное питание нагрузки. По определению, on-line ИБП имеют нулевое время переключения; нагрузка никогда не видит прерывания питания.

Как правило, для использования в качестве резервного источника питания для загородных домов используются однофазные ИБП мощностью от 4 до 10 кВА класса On Line.

По сравнению с резервными генераторными установками ИБП имеют ряд неоспоримых преимуществ

• значительно более высокий коэффициент надежности;
• большое время наработки на отказ;
• высокое качество электроэнергии на выходе;
• отсутствие необходимости в периодическом обслуживании и замене расходных материалов;
• бесшумность работы;
• простота подключения и монтажа.

Однако чтобы обеспечить относительно большое время автономии (от нескольких десятков минут до нескольких часов), ИБП должен комплектоваться достаточным количеством аккумуляторных батарей (далее АКБ) определенной емкости, что чаще всего будет ограничиваться техническими возможностями ИБП, а именно возможностями зарядного устройства АКБ. Кроме того, время автономной работы будет зависеть еще от нескольких параметров: степени загруженности ИБП, эффективности конкретного инвертора, температуры окружающей среды, состояния и степени износа АКБ.

Конечно же, есть возможность создания мощной системы бесперебойного питания с большим временем автономии. Но при этом возникает вопрос экономической обоснованности такого решения, а это немаловажный фактор в процессе выбора автономного источника питания.

В настоящее время на российском рынке существует очень много различного рода генераторных установок, широкий спектр мощностей множества производителей, различные варианты исполнения которых заставят задуматься даже искушенного покупателя.

Ниже мы приведем классификацию по основным признакам конструкции генераторных установок. И приведем краткие пояснения, так сказать, на бытовом уровне по каждому из пунктов классификации.

По виду исполнения

• портативные - бытовые, полупрофессиональные и профессиональные бензиновые или дизельные генераторные установки мощностью до 12 кВА, могут использоваться в качестве резервных источников питания; для питания потребителей со средней и большой интенсивностью; для осуществления индивидуальной деятельности. Имеют воздушную систему охлаждения, могут быть с верхним или нижним расположением клапанов системы газораспределения, надежны, удобны и неприхотливы в эксплуатации.
• стационарные - профессиональные дизельные электростанции мощностью от 10 до 2500 кВА, используются в качестве основных и резервных источников электропитания. Имеют жидкостную систему охлаждения, как правило, с верхним расположением клапанов системы газораспределения, отличные ресурсные показатели, низкие эксплуатационные затраты. Требуют профессионального монтажа.

По способу охлаждения

• с воздушным охлаждением - генераторные установки, которые охлаждаются окружающим воздухом.
• с водяным охлаждением - генераторные установки, которые охлаждаются жидкостью (как правило, гликолевые смеси с водой).

По используемому топливу

• бензиновые - генераторные установки, в которых в качестве топлива используется бензин.
• дизельные - генераторные установки, в которых в качестве топлива используется дизельное топливо.

По частоте вращения коленчатого вала двигателя

• 3000 об/мин - двигатели, работающие на такой частоте, дешевле и меньше, но гораздо более шумные, с более высоким расходом топлива и масла и имеют меньший ресурс;
• 1500 об/мин - эти двигатели более тихие, с меньшим расходом и более высоким ресурсом. Могут использоваться в качестве основного источника питания.

По виду генератора переменного тока

• с синхронным генератором, имеют более высокое качество электроэнергии, способны переносить кратковременные перегрузки;
• с асинхронным генератором, конструктивно проще и дешевле. Однако имеют достаточно низкое качество электроэнергии на выходе, не способны к перегрузкам.

По количеству фаз

• однофазные (220 В 50 Гц), от такой генераторной установки могут быть запитаны только однофазные потребители;
• трехфазные (380 В, 220 В 50 Гц) от такой генераторной установки могут быть запитаны как трехфазные потребители, так и однофазные. Однако нужно иметь в виду, что мощность одной фазы трехфазной станции в 3 раза меньше общей мощности установки. Также необходимо обеспечить равномерность загрузки фаз во избежание так называемого «перекоса» фаз, который плохо сказывается на состоянии генераторной установки.

По расположению клапанов системы газораспределения

• с нижним расположением клапанов;
• с верхним расположением клапанов.

По способу запуска

• ручной - используется только для небольших портативных станций, запуск происходит с помощью шнура посредством раскручивания коленвала двигателя до нужной для запуска частоты;
• электростартерный - используется для всех установок, запуск происходит с помощью электростартера посредством поворота ключа зажигания;
• автоматический - используется для установок, в которых реализована функция автоматического запуска. Требует наличия дополнительного оборудования. Не обязательно присутствие человека при запуске и принятии нагрузки.

Теперь рассмотрим основные виды генераторных установок в комплексе.

Генераторные установки с 2- или 4-тактным бензиновым двигателем

• 2-тактные двигатели, как правило, ставятся только на самые маломощные и компактные генераторные установки (наработка на отказ не более 500 часов);
• 4-тактные бензиновые двигатели ставятся на более серьезные станции, но не более 15 кВА (мощнее бензиновых двигателей нет). Наработка на отказ от 1000 до 4000 часов. Основные производители - американская компания Briggs&Stratton; и японская Honda.

Генераторные установки с 4-тактным дизельным двигателем.

Дизельные генераторы с воздушным охлаждением занимают промежуточное положение между бензиновыми двигателями и дизельными с жидкостным охлаждением. Дизельные генераторные установки с воздушным охлаждением до 6 кВА мало чем отличаются от своих бензиновых собратьев, хотя они обладают большим ресурсом и более надежны. Наработка на отказ более 4000 часов. Основной производитель - японская компания Yanmar.

Более мощные дизельные двигатели с воздушным охлаждением до 20 кВА капризны к качеству топлива, достаточно шумные и громоздкие. Так что в этом случае лучше искать альтернативу среди дизельных двигателей с жидкостным охлаждением. Основной производитель немецкая фирма Hatz.

Дизельные двигатели с жидкостным охлаждением наиболее надежны и долговечны. Наработка на отказ до 20 000 часов. Они относятся к установкам промышленного класса.

Самые приемлемые с точки зрения оснащенности различными опциями. Основные производители от 6 до 20 кВА:

1. Mitsubishi, от 20 до 275 - John Deere, от 200 до 500 кВА
2. Volvo и Perkins, более 500 кВА - MTU.

Теперь подведем итог этому варианту решения. При частых и длительных отключениях электроэнергии или при отсутствии внешней сети выбор очевиден. Однако если вернуться к третьему условию задачи про критичных к пропаданиям и качеству электроэнергии потребителей, мы видим, что этот вариант решения малоприемлем, так как с момента пропадания напряжения до момента его восстановления посредством генераторной установки происходит перерыв в электроснабжении и генераторная установка не защищает от различного рода искажений входной сети.

Чтобы обеспечить критичных к качеству электроэнергии потребителей бесперебойным питанием и в тоже время иметь достаточно большое время автономии, мы рекомендуем использовать совместную работу ИБП и ГУ. В момент пропадания напряжения основной электросети ИБП питает энергией АКБ наиболее ответственных потребителей. Остальные потребители остаются обесточенными до момента запуска генераторной установки. После запуска ГУ ИБП переходит в нормальный режим работы и заряжает АКБ. Это наиболее приемлемый вариант с точки зрения надежности.

Однако при совместной работе ИБП и ГУ необходимо иметь в виду, что при расчете мощности ГУ мощность ИБП, рассчитанную ранее, нужно суммировать с мощностями остальных потребителей электроэнергии, принимая во внимание коэффициент запаса (1,3-2 в зависимости от того, какой выпрямитель у ИБП и есть ли THD-фильтры), учитывающий гармонические искажения самого ИБП. Итак, как мы видим, решение проблемы резервного электроснабжения - достаточно сложная и многогранная задача, требующая серьезной проработки. При этом учитывается множество факторов, касаемых как самой нагрузки, так и оборудования. Мы рекомендуем при решении задач такого рода во избежание совершения ошибок и для экономии вашего времени консультироваться со специалистами.

Резервное электроснабжение загородного дома остаётся актуальным вопросом в любое время. Многие владельцы частных загородных домов сталкиваются с ситуациями, когда внезапно исчезает электричество. Правильное решение данной проблемы – обеспечение электричеством дома за счёт организации резервного питания.

Устройство системы резервного питания дома

Автономная система электрического питания может обеспечить бесперебойную работу всего оборудования дома. В случае сбоя стационарной электросети резервное электроснабжение сможет обеспечить необходимую для работы приборов мощность. Источники питания, обеспечивающие независимое от основной сети электроснабжение дома, различны между собой и представлены в большом разнообразии.

Для обеспечения электричеством частного загородного дома при незапланированном отключении энергии часто применяют:

Основная функция современных источников резервного электроснабжения дома — осуществление бесперебойного снабжения дома электричеством.

Резервные источники бесперебойного питания выполняют следующие функции:

• Контроль за электросетью
• Фильтрацию скачков напряжения
• Зарядку аккумуляторных батарей

Когда значения питающей системы имеют критические параметры или электроэнергия совсем отсутствует, автоматика подключает инвертор, который берет ток от аккумуляторной батареи.

Выбор оборудования для автономного электропитания дома

От правильности выбранного оборудования для системы резервного электроснабжения дома зависит продолжительность и качество работы устройств. Подходить к выбору резервного источника электрического питания следует ответственно.

Для частного дома обычно выбирают следующие устройства:

• Инверторы. Данные устройства отличаются и имеют свои особенности. Нужно знать, что инвертор с синусоидой на выходе даёт более качественное электричество и сможет питать все электроприборы
• Аккумуляторы . Следует знать, что чем больше ёмкость аккумулятора, тем дольше можно будет использовать накопленную энергию

Система современного резервного электроснабжения

Современное резервное бесперебойное электроснабжение частного дома возможно при помощи солнечных батарей. Система батарей является экологичным способом получения электрической энергии для питания сети. Элементы солнечной батареи состоят из фотоэлектрических модулей, которые покрывают стеклом. Данное стекло имеет определённую текстуру и позволяет поглощать много солнечного света.

Ветрогенератор можно применять в качестве источника получения электроэнергии только на территории, где есть ветер. Сейчас данный источник энергии редко используется в качестве резервного электроснабжения загородного дома по причине неблагоприятных для работы условий.

Газогенераторные электростанции для снабжения электроэнергией

Газогенераторные электростанции могут работать на природном и сжиженном газе. Они подключаются к газовой системе. Стоимость работы данных источников электропитания обычно значительно ниже, чем у других генераторов.

Газогенераторные электростанции имеют:

• Синхронный, асинхронный аккумулятор
• Встроенную систему автоматического управления

Чаще всего электростанции предназначены для бесперебойной длительной работы в авторежиме с возможностью контроля дистанционно. Вредных выбросов от данных приборов меньше.

Бензогенераторы для питания электричеством дома

Бензогенератор используется для выработки электрической энергии небольшой мощности и может работать некоторое время. Данные источники бывают с воздушной и водяной системой охлаждения.

Бензиновый автономный генератор:

• Имеет компактный размер
• Удобен для транспортировки
• Подходит для электроснабжения дома

Бензогенератор часто используется для электроснабжения частных домов там, где недолго нет снабжения электричеством от основной электросети. Для длительной работы он не подходит.

Дизельный генератор для электроснабжения дома

Дизельный генератор является более мощным и в зависимости от конструктивных особенностей может быть рассчитан на долгую работу.

• Синхронным и асинхронным генератором
• Системой автоматического управления

Однако дизельный генератор, как и бензиновый, при работе выбрасывает вредные продукты сгорания и создаёт много шума при выработке электроэнергии. Это требует принятия различных технических мер для того, чтобы снизить неблагоприятное воздействие.

Бесперебойник своими руками для загородного дома

В работе электроснабжения частного дома часто случаются перебои в электропитании. Для обеспечения автономной работы электроснабжения на сегодняшний день предлагается много разных приборов и оборудования, но можно сделать альтернативный источник электроснабжения самостоятельно, что не так уж сложно.

Нужно приобрести инвертор и выполнить следующие действия:

• К стороне, где расположены клеммы, необходимо подсоединить провода сечением 4 кв.
• Затем к клемме присоединить кабель зарядного устройства
• После этого можно сделать присоединение к аккумулятору
• Теперь все подключается к инвертору

Резервное электроснабжение и бесперебойное питание дома - как самому сделать резервное электропитание дома

Резервный источник энергии для загородного дома

Зима осталась за плечами, впереди ждут весенние хлопоты, начало садового и строительного сезона. И если на участке отсутствует электричество, то хлопот только прибавится.

Бензогенератор или аккумулятор

Действительно, при строительстве дома без источника электроэнергии никак не обойтись, да и при садовых или хозяйственных хлопотах электроинструмент значительно облегчает работу. Но что делать, если электричества на участке пока нет? Стандартный ответ буквально срывается с языка — бензогенератор. И это при цене бензина на отметке 30 рублей за литр. А кто-нибудь пробовал предварительно подсчитать расходы на топливо? Понятно, что оно стоит денег, но каких именно? Как оценить, реальную стоимость эксплуатации бензогенератора?

Бензиновый генератор мощностью в 1 кВт с баком на 5 л рассчитан на автономную работу в течении 8 часов при 75% нагрузке. Иными словами, при постоянной нагрузке 750 Вт в течение 8 часов он полностью использует запас бензина, обеспечив 6 кВт*ч (750 Вт * 8 ч) энергии от генератора.

Это его обычные эксплуатационные характеристики. Теперь рассмотрим другой вариант решения той же задачи. А сравниваемым параметром будет стоимость одного кВт*ч.

Итак, сумма в 150 руб. (5 л * 30 руб/л) будет платой за энергопотребление 6 кВт*ч от бензогенератора, то есть стоимость 1 кВт*ч составляет 25 руб. Электричество из розетки стоит в пределах 2 руб/кВт*ч, или в 12,5 раз дешевле.

Вот наглядный пример неэкономичности жидкостных генераторов по сравнению с внешней сетью (220В из розетки). Конечно, возникает вопрос – как электричество из розетки доставить до нужного места, и ответ вполне очевиден – в аккумуляторах. А любые сложности, которые возникают при использовании АКБ, на самом деле абсолютно те же, что и при использовании генератора. Например, аккумулятор, также как генератор и бензин для него, нужно как-то доставить на место. Ёмкость аккумулятора также не бесконечна (ограниченное время работы), как и запас бензина в баке. Срок же эксплуатации аккумуляторов с запасом перекрывается разницей в стоимости кВт*ч таких решений плюс сервисное обслуживание не в пример проще и дешевле.

Стоимость выработки 1 кВт*ч бензиновым генератором составляет 25 руб., а стоимость выработки 1 кВт*ч системы на АКБ составляет 2 руб. Стоимость владения системами сравняется через 1870 кВт*ч при цене бензинового 1 кВт генератора 7 тыс. руб., а 1 кВт системы на АКБ 50 тыс. руб.

Приведённые выше расчёты полностью развенчивают миф о безальтернативности генераторных решений как единственного автономного источника энергии. Аккумуляторы за счёт своей простоты, экологичности и безопасности более органично вписываются в задачи автономного электроснабжения и признаны во всём мире приоритетным направлением.

При решениях задачи автономного электроснабжения генераторные системы неидеальны, так как работа любого генератора обусловлена ёмкостью его топливного бака, впрочем, подобные ограничения имеют и системы на АКБ. Поэтому полноценно автономные объекты совмещают оба решения, а зачастую используют ещё и альтернативные источники энергии (солнце, ветер, вода).

Что такое 1870 кВт*ч? Это 5 месяцев непрерывной работы «болгаркой» мощностью 2 кВт при условии работы 8 ч/день 22 дня в месяц.

Аккумуляторные решения многофункциональны и в вопросах зарядки самих АКБ. Их можно заряжать как от внешней сети (220В из розетки), так и от солнечных батарей (панелей) или ветрогенераторов, и от обычных генераторов. То есть любым источником постоянного тока требуемого напряжения. Альтернативные источники энергии в добавок ко всему дают возможность получения практически бесплатной энергии. Солнечная панель на 200 Вт за яркий световой день даёт возможность выработки в пределах 1 кВт энергии. Учитывая практически неограниченный срок эксплуатации солнечных батарей (от 25 лет), можно подсчитать, сколько бесплатной энергии сгенерирует массив из 10 панелей за 25 лет.

Рядовой пример автономного электроснабжения

В чём удобство использования АКБ вместо генератора? Простота использования (подключил провод, нажал кнопку), отсутствие шума, нет выбросов, мгновенный запуск, отсутствие взрывоопасности. Привез, подключил, поработал, отключил, отвез, зарядил – весь процесс полностью схож с процессом эксплуатации генератора, разве что нет необходимости заливать топливо, проверять уровень масла, ожидать выхода на заданную мощность после запуска. А дополнительный плюс – каждая зарядка АКБ даёт экономию расходов по сравнению с топливом в 12,5 раз.

То есть через 5 месяцев ежечасное пользование «болгаркой» от АКБ будет обходиться в 12,5 раз дешевле, чем при питании от бензогенератора.

Сегодня многие владельцы частных домов имеют бензиновые или дизельные генераторы. Потратившись однажды на его покупку и использовав пару-тройку раз, его обычно оставляют пылиться в кладовке или гараже. Крайне редкое использование генераторов обусловлено высокими издержками и их ограниченным функционалом. В то же время АКБ всегда найдут себе применение. Стройка закончилась? Комплект АКБ пригодиться в качестве ИБП для дома или отдельных устройств (котёл, насос, свет, инструмент), причём система будет работать гораздо стабильнее и надёжнее, чем генератор. А каждая зарядка АКБ будет обходиться в 12,5 раз дешевле. В случаях резервного электроснабжения (при аварийных отключениях внешней электросети) генераторные решения не выдерживают совсем никакой конкуренции с АКБ, заранее и заведомо проигрывая им во всём.

Типичный пример резервного электроснабжения

Доверите ли вы ребёнку запуск генератора или доливку топлива? Ответ очевиден. В то же время сегодня почти каждый малыш ходит с сотовым телефоном (в котором стоит АКБ). Таким образом, аккумуляторные решения избавляют от лишних рисков и позволяют даже ребёнку производить запуск оборудования. Подбор компонентов для такой системы также не сложен. Кроме АКБ необходим инверторный зарядный комплекс. Это автоматический блок переключения между внешней сетью и АКБ, который в режиме работы от аккумулятора преобразует ток из постоянного (АКБ) в переменный (220В), а при возобновлении внешней сети производит обратное переключение и автоматически запускает встроенное зарядное устройство, на пополнение заряда АКБ.

Вот по сути и всё. Выбор различных АКБ и инверторов на рынке достаточно широк. И хотя выбор изделия крупных зарубежных производителей является гарантом надёжности АКБ, «младшие» китайские коллеги сегодня уже не отстают в вопросах качества. Так что если вам нужна мобильная и автономная электроэнергия — есть гарантированно надёжное и одновременно экономичное решение без шума и выхлопных газов - аккумуляторы.

Резервный источник энергии для загородного дома, ДОМ ИДЕЙ

Резервное питание частного дома от аккумулятора

Инвертор — это преобразователь постоянного тока в переменный (220 вольт). Источниками постоянного тока 12 вольт являются аккумуляторные батареи (АКБ) или солнечные батареи.

Инвертор использует энергию одной или нескольких аккумуляторных батарей, со временем разряжаются и требуют зарядки.Для заряда АКБ используют зарядное устройство, которое может питаться от городской сети или от генератора.

В автономных системах с альтернативным источником энергии заряд АКБ может также осуществляться от солнечных панелей, ветрогенератора или микро-гидростанции.

Самое простое и распространенное применение инвертора – это использование его в качестве резервного или аварийного источника 220 вольт от автомобиля.

Вы подключаете инвертор к аккумуляторной батарее (12 вольт DC), а затем включаете ваш бытовой прибор в розетку 220 вольт на корпусе инвертора, получая мобильный источник 220 вольт.

С помощью инвертора можно запитать от аккумулятора практически любой прибор домашней бытовой техники: кухонная электротехника, микроволновая печь, электроинструменты, телевизор, стерео, компьютер, принтер, холодильник, не говоря уже о любых приборах освещения. Всю эту технику Вы можете использовать где угодно и когда Вам вздумается!

Простой пример: на даче отключили электричество, и у вас нет света, вы не сможете посмотреть любимый сериал вечером, и, что самое неприятное, потек холодильник. При наличии инвертора и аккумуляторов вы сможете обеспечить себя электричеством по крайней мере на несколько часов.

Еще пример. Инвертор может пригодится, чтобы автономно, от автомобильного аккумулятора, воспользоваться электроинструментом (дрель, пила, рубанок и т. д.) на объекте, где нет сети 220 вольт.

Что такое система бесперебойного питания?

Система бесперебойного питания, установленная в Вашем доме, и включающая в себя аккумуляторные батареи и инвертор, позволит Вам стать независимым от перебоев в электросети 220 вольт. В случае отключения внешней сети, освещение и приборы Вашего дома перейдет на питание от аккумуляторных батарей через инвертор. После возобновления подачи электричества зарядное устройство системы произведет автоматическую зарядку аккумуляторов.

Какие бывают системы бесперебойного питания?

Мы разделяем системы бесперебойного питания на 3 типа:

1. Небольшие системы до 1.5кВт – используются для обеспечения бесперебойной работы маломощных нагрузок, например, таких, как газовый/дизельный котел отопления, а также несколько циркуляционных насосов. Установка такой системы не позволит дому замерзнуть в мороз при отключениях городской сети.
2. Системы с 1 входящей линией переменного тока – это системы с инвертором как правило от 2.0 до 6.0 кВт, подключенным только к одному внешнему источнику переменного тока, чаще всего, к городской. В таких системах использование резервного генератора возможно только в ручном режиме с использованием ручного переключателя входящего питания.
3. Системы с 2 входящими линиями переменного тока – это системы с инвертором, который подключается одновременно и к городской сети, и к генератору. При разряде АКБ такая система автоматически запускает генератор, заряжает АКБ и выключает генератор до следующего цикла разряда. При установке данного типа систем нет необходимости в генераторе с автоматикой (т.н. АВР – автоматический ввод резерва), так как сам инвертор выполняет функцию АВР.

Чем отличается бесперебойная система от автономной?

Автономной системой мы называем систему, которая не имеет подключения к городской сети и использует в качестве источника энергии генератор или альтернативный источник (солнечные панели, ветрогенератор или микро-гидро).

Автономная система с генератором работает в постоянном циклическом режиме: питание нагрузок – заряд от генератора. В зависимости от емкости АКБ и среднечасовой мощности потребления нагрузок цикл заряд-разряд может быть раз в сутки или двое. По сравнению с использованием одного генератора, применение инверторной системы сокращает время работы генератора в 2-5 раз.

Схема системы бесперебойного питания коттеджа на основе инвертора, включающая несколько источников тока, в том числе альтернативные:

Классическая схема системы бесперебойного питания коттеджа:

Во многих случаях инверторная система может заменить генератор. Основные преимущества инверторных систем перед генератором:

1. Бесшумность
2. Отсутствие выхлопа и запаха топлива
3. Компактность и возможность установки в любом подсобном помещении
4. Отсутствие необходимости привозить бензин или дизтопливо
5. Более высокая надежность включения, особенно в зимний период
6. Отсутствие паузы в энергоснабжении дома при переходе на резерв (реальная бесперебойность)
7. Практически нет необходимости в обслуживании

Какие основные характеристики инверторов?

Основные характеристики инвертора, на которые стоит обращать внимание:

1. Номинальная мощность (в киловаттах) – определяет, какая суммарная мощность нагрузок может постоянно питаться от данного инвертора.
2. Пиковая мощность (в киловаттах) – определяет, какой максимальный пик мощности может выдержать инвертор во время работы от АКБ. Некоторые приборы, в особенности электродвигатели, компрессоры или насосы имеют стартовую мощность, которая в 2-5 раз выше их номинального потребления.
3. Форма волны переменного тока при инвертировании из постоянного – характеристика, которая определяет качество инвертора. Качественный инвертор должен иметь гладкую синусоидальную форму волны, идентичную переменному току городской сети.
4. Сила тока встроенного зарядного устройства (при его наличии) – определяет, какую максимальную емкость АКБ может «прокачать» (зарядить) встроенное ЗУ.
5. Возможность заряжать различные типы АКБ. Например, герметичные и открытые АКБ имеют существенные отличия в напряжениях различных стадий заряда.
6. Наличие температурного датчика для корректировки напряжения заряда в зависимости от окружающей температуры. При холоде напряжение заряда должно быть выше, при жаре – наоборот ниже. Если не происходит такая компенсация, то дорогостоящие АКБ могут недозаряжаться или перезаряжаться, что приведет к их преждевременному выходу из строя.
7. Наличие спящего режима – способность инвертора переходить в экономный режим при отсутствии нагрузок, и «просыпаться» при включении нагрузки. В спящем режиме собственное потребление инвертора в несколько раз ниже, чем в рабочем. Это особенно важно в автономных системах, где данная характеристика может довольно существенным образом повлиять на время автономной работы всей системы.
8. Наличие встроенного реле переключения – означает, что инвертор может автоматически «подхватить» питание нагрузок при пропадании внешней сети. Инвертор без реле имеет только «выходящую» линию переменного тока, к которой подключаются нагрузки, питаемые от АКБ. Инвертор с реле имеет «входящую» и «выходящую» линии. К входу подключена внешняя сеть, которая транслируется на нагрузки через реле.В момент пропадания внешней сети срабатывает реле и нагрузки переходят на питание от АКБ.

Также при выборе инвертора следует обращать внимание на фактор веса – 1 кВт = 10 кг, то есть инвертор 6 кВт должен весить около 60 кг. Это означает, что такой инвертор имеет хорошие медный транс.

Какое напряжение постоянного тока выбрать для моей системы?

Мы работаем с тремя «номиналами» — 12 В, 24 В и 48 В .

Эффективность 12-вольтовых систем, как правило, существенно ниже, чем эффективность систем с более высоким номиналом.

• Небольшие системы бесперебойного питания мощностью до 1.5 кВт
• Небольшие солнечные системы с 1-2 панелями 12-вольтового номинала
• Системы на постоянном токе: светодиодное освещение и т.д.
• Автомобильные инверторы до 2 кВт (с обязательно жестким присоединением к АКБ)

• 24 В номинал удобен для систем на солнечной энергии. Самые доступные солнечные панели имеют рабочее напряжение около 36 В, которые предназначены для заряда 24-вольтовых АКБ через простейшие и недорогие контроллеры заряда.

48 В: Рекомендуется для систем бесперебойного/автономного питания и солнечных систем мощностью выше 4,5 кВт. Эти системы имеют самую высокую эффективность и позволяют использовать кабели постоянного тока относительно небольшого сечения (70 мм2 – 120 мм2).

Какая мощность инвертора мне нужна?

Чтобы включить небольшой телевизор или портативный компьютер от автомобильного аккумулятора, будет достаточно иметь инвертор до 500 Вт.

Если же говорить о системах резервного питания дома, то параметр мощности инвертора будет зависеть от потребляемой мощности приборов, которые будут работать в Вашей сети от аккумуляторных батарей. Если будут использоваться только осветительные приборы и телевизор, то можно обойтись инвертором 500-1000 Вт (посчитайте потребляемую мощность сами). Если же Вы планируете включать через инвертор большую часть освещения и большинство бытовых приборов в доме, то Вам будет необходим инвертор как минимум от 1.5 кВт и выше.

Необходимо сначала посчитать суммарную мощность приборов, которые Вы хотите подключить к инвертору. Потребляемая мощность прибора обычно указана на самом приборе или в руководстве по эксплуатации (раздел технические характеристики). Я бы рекомендовал использование инвертора как минимум на 20-30% большей мощности, чем самая большая мощность потребления, которую Вы насчитали.

Как правило, при установке системы бесперебойного питания к ней подключаются не все нагрузки, а только «аварийно-необходимые»: свет (и то, возможно, не весь), котельное оборудование, ворота, скважина, очистка воды, охрана и т.п. Не подключаются мощные нагрузки: сауна, различные нагреватели, также в некоторых случаях большие «гирлянды» галогенного освещения и т.д.

Обычно все, что содержит в себе электродвигатель (например холодильник или насос отопления), имеют так называемую «пусковую» мощность, которая может быть значительно выше, чем номинальная мощность инвертора. Пусковая мощность – это та мощность, которая потребуется для запуска прибора. Обычно такая мощность требуется на короткое время до нескольких секунд, после чего прибор переходит в режим обычного потребления (выходная мощность).

Как подключить инвертор? Какие нужны провода? Что нужно еще?

Обычно все работы по подключению и вводу в эксплуатацию системы бесперебойного питания мы берем на себя. Если есть желание подключить инвертор самостоятельно, то сложность зависит от мощности.

Портативные инверторы 150 Вт имеют штекер, который можно воткнуть в автомобильный прикуриватель. Это удобно, но мощность такого подключения крайне ограничена. Более мощные портативные инверторы имеют клеммы с зажимами, которые накидываются на контакты автомобильного аккумулятора.

Инверторы мощностью более 500 Вт должны быть жестко подсоединены к батарее во избежание нагрева искрения контактов.

Основное правило – для подключения постоянного тока используйте толстые провода как можно меньшей длины. Если необходима установка инвертора вдали от АКБ, рекомендуется нарастить длину проводов переменного тока 220 вольт (например, использовать удлинитель). Соединение по постоянному току (от батарей к инвертору) рекомендуется делать длиной не более 3 метров.

Кроме этого, для систем бесперебойного питания большой мощности рекомендуется ставить прерыватель-автомат или предохранитель по постоянному току.

Какие лучше использовать аккумуляторные батареи?

В целом батареи бывают двух типов: глубокого цикла и стартерные. Для систем бесперебойного подходят только батареи глубокого цикла, способные переносить периоды длительной разрядки и зарядки. Ниже будем рассматривать только АКБ глубокого цикла. Мы классифицируем их на следующие типы:

1. Гелевые (GEL) – с электролитом в гелеобразном состоянии

2. АГМ (AGM) – самые распространенные герметичные АКБ

II. Открытые (Flooded)

Герметики не требуют сервиса и их можно устанавливать практически в любых помещениях. Их эксплуатационные характеристики несколько слабее: их не рекомендуется разряжать «в пол» и оставлять разряженными долгое время. Среднее количество циклов полного разряда – около 500-600.

Открытые АКБ требуют периодической проверки электролита и долива дистиллята. Устанавливаются только в вентилируемых помещениях. Эти батареи намного более выносливы и могут быть подвержены процессу выравнивания, во время которого они восстанавливаются до их начального состояния. Среднее количество циклов полного разряда может доходить до 1500-2000.

Какая емкость аккумуляторных батарей нужна для системы бесперебойного питания дома?

Чем больше, тем лучше. Можем посоветовать ориентироваться по следующей таблице:

Количество 12-вольтовых АКБ

Мы считаем, что одна 12-вольтовая АКБ 200 Ач содержит в себе энергию в объеме 2 кВт/ч. Т.е. если мы ее будем разряжать нагрузкой 200 Вт, то ее теоретически должно хватить на 10 часов.

Какой тип батарей использовать? Можно ли использовать автомобильные аккумуляторы?

Большинство портативных автомобильных инверторов до 500 Вт дадут Вам ток 220 вольт в течение 30-60 минут от автомобильного аккумулятора, даже если автомобиль при этом не работает. Это время зависит от состояния и возраста батареи, а также от потребляемой мощности включаемой аппаратуры 220 вольт. Если Вы используете инвертор при отключенном двигателе автомобиля, имейте в виду, что Ваш аккумулятор разряжается и Вам необходимо включать двигатель для его зарядки каждый час хотя бы на 10 минут.

Инверторы более 500 Вт и стационарные инверторы бесперебойного питания.

Сколько будет работать система при отключении внешней сети?

Чем меньше нагрузка и выше емкость установленных аккумуляторов, тем больше запас времени.

Электрический чайник 2 кВт, кипятящий воду в течение 6 мин, т.е. 1/10 часа (при условии, что он включался только один раз за этот час)

Энергосберегающие лампы освещения (каждая по 20 Вт/ч), допустим, всего горит 15 ламп

Ворота 1,5 кВт, время открытия и закрытия — 1 минута (2 мин = 1/30 часа)

Котел с принудительной горелкой 100 Вт/ч и 4 циркуляционных насоса отопления по 75 Вт/ч каждый

Насос скважины 3 кВт, включается 3 раза на 2 мин в течение часа (6 мин = 1/10 часа

Теперь рассчитаем суммарную емкость АКБ:

Берем стандартную систему из восьми 12-вольтовых АКБ по 200 Ач каждая: 12 x 200 x 8 = 19200 Вт/ч, умножаем на коэф. потерь

0.75-0.8 = 15 кВт/ч общей емкости. Это значение делим на среднюю нагрузку в час и получаем длительность автономной работы системы при взятой среднечасовой нагрузке.

В нашем случае время автономной работы домашних приборов до разряда АКБ –примерно 10 часов.

Надо добавить, что при постоянно высоких нагрузках скорость «съедания» энергии из АКБ возрастет. Еще примечание: данный расчет — теоретический и будет скорректирован в зависимости от множества факторов, таких, как возраст АКБ, температура окружающей среды и т.п.

Можно ли сделать бесперебойным электрическое отопление?

Мы не ставим наши системы на электро-котлы и прочие нагревательные приборы из-за их высокой потребляемой мощности. АКБ будут разряжаться слишком быстро смысл в установке нашей системы теряется.

Практически во всех случаях мы ставим наши системы только в коттеджи с магистральным газоснабжением. Все современные газовые котлы за очень редким исключением требуют питания от сети 220 В. При этом их потребляемая мощность очень низка, что позволяет обеспечить довольно длительное время их автономной работы даже от небольшой емкости АКБ.

Если в вашем доме нет магистрального газа, наш совет – поставить дизельный котел или газгольдер. При текущем состоянии электросетей в России и наших зимах уповать только на электрическое отопление – значит рисковать заморозить дом с довольно большой вероятностью.

В моем доме 3-фазная сеть, могу ли я поставить 3-фазную систему?

Как правило, на большинстве объектов с 3-фазной «разводкой» можно установить 1-фазную систему без потери в ее функциональных возможностях защитить дом от перебоев. Просто мы группируем самые важные нагрузки на 1 фазу и пропускаем ее через инвертор. Во время «отключки» две другие фазы обесточиваются, а та, что была защищена инвертором, продолжает питать подключенные к ней нагрузки.

Если такой вариант не годится, то остается ставить 3 инвертора. В настоящее время мы ставим только 3-фазные системы на базе инверторов Xantrex XW.

В этом случае у нас есть 2 варианта:

1. 3-фазная система с синхронизацией фаз – необходима при наличии 3-фазных двигателей (насосов и т.п.). При пропадании 1 фазы вся система перейдет на резерв и будет питать все 3 фазы от АКБ.
2. 3 инвертора отдельно на каждую фазу – более гибкая система, но только если нет 3-фазных нагрузок. При пропадании одной из фаз только на этой фазе включается инвертор. Остальные два будут заряжать АКБ и питать нагрузки на своих фазах от сети. Это значит, что пропавшая фаза может поддерживаться практически неограниченное время.

Как я могу увеличить время автономной работы моей системы без внешней сети?

Докупите аккумуляторы и уменьшите потребление.

Несколько советов для «экстремалов»:

1. Используйте энергосберегающие лампы, вместо ламп накаливания
2. Вместо верхнего света подключите к системе только розетки и пользуйтесь настольными лампами и торшерами по необходимости
3. Не подключайте к системе «лишние» циркуляционные насосы, например, насосы теплых полов
4. Поставьте пару-тройку солнечных панелей, по крайней мере днем время автономии может увеличиться за счет энергии солнца

Что значит выходная мощность и пиковая мощность?

Обычно все, что содержит в себе электродвигатель (например холодильник или насос отопления), имеют так называемую «пусковую» мощность, которая может быть значительно выше, чем номинальная мощность инвертора. Пусковая мощность – это та мощность, которая потребуется для запуска прибора. Обычно такая мощность требуется на короткое время до нескольких секунд, после чего прибор переходит в режим обычного потребления (номинальная мощность).

Пиковая мощность, указанная в характеристиках инвертора, дает представление, сможет ли инвертор запустить подключаемый к нему прибор. Обычно инвертор «переваривает» пиковую пусковую нагрузку в 1.5 раза больше номинала. Например, OutBack VFX3048E (номинал 3 кВт) имеет показатель 5.75 кВт пиковой мощности.

Является ли инвертор стабилизатором?

Нет. Стабилизатор — это отдельный прибор. Если бы и инвертор, и стабилизатор были выполнены в одном корпусе, то такой прибор был бы очень громоздким и весил бы более 100 кг на мощность 3-4 кВт. Кроме того, скорее всего, пострадала бы надежность.

В некоторых случаях программируемый инвертор можно использовать в качестве стабилизатора, но только на кратковременные периоды отклонений сети от 220 вольт, задав ему узкий диапазон входящей сети. В этом случае при отклонениях он переходил бы на АКБ, выдавая ровные 220 вольт. Недостатками такой схемы работы являются частые переключения реле с возможностью преждевременного выхода его из строя, а также вероятность быстрого разряда АКБ.

Нужен ли мне стабилизатор?

Стабилизатор желателен на объектах с плохой сетью. Стабилизатор ставится на входе городской сети после счетчика и перед инвертором. Чаще всего стабилизатор защищает ВСЕ нагрузки, в то время как инвертор защищает только часть — самые жизненно-важные. По этой причине мощность стабилизатора, как правило, выше, чем мощность инвертора. Помимо этого, советуем выбирать мощность стабилизатора примерно на 50% выше совокупной мощности питаемых им нагрузок, При этом снижается вероятность его использования «на пределе» и выхода из строя из-за частых перегрузок.

Какой выбрать резервный генератор?

Для эпизодического использования в домах, подключенных к городской сети, подойдет бензиновый агрегат, например, с двигателем Honda. В автономных системах имеет смысл инвестировать в более дорогой дизельный. Лучше всего для автономных систем, где генератор будет использоваться часто, приобрести т.н. «низкооборотный» дизель-генератор (1500 об.мин. против стандартного 3000 об.мин.) Такой генератор менее шумный, и имеет значительно более высокий ресурс.

Какая должна быть мощность генератора для работы в паре с инвертором?

Когда АКБ сели и включился генератор, дом переходит на питание от генератора, который одновременно должен заряжать АКБ. Отсюда мощность генератора = мощность нагрузок + мощность зарядного устройства. Обычно, чтобы зарядить довольно большой объем АКБ, требуется от 1 до 3 кВт мощности, отбираемой из сети переменного тока. Инверторы типа Xantrex XW могут заряжать очень большие аккумуляторные емкости, потребляя при этом до 6 кВт из сети. Наши стандартные системы 3-6 кВт с 4-8 АКБ настроены на заряд АКБ с мощностью около 2 кВт.

Если мы ставим инвертор номиналом 4-6 кВт, значит предполагаем, что в доме может возникнуть совокупная нагрузка такой мощности. Если при этом используется зарядное устройство, то мощность генератора должна быть не менее 6-8 кВт.

При использовании маломощного генератора (например 3 кВт) после разряда АКБ можно их не заряжать, а передавать всю мощность генератора на нагрузки. В таком случае при длительном перебое сначала будут использованы АКБ, а после этого оставшееся время до появления сети дом будет питаться только от генератора. Если мощности генератора хватает, то после заряда АКБ он выключится до следующего цикла, и такие циклы может продолжаться теоретически бесконечно.

Нужен ли генератор с АВР (автоматикой)?

При использовании инверторов XW автоматика не нужна, так как сам инвертор выполняет ее АВР (Автоматический ввод резерва). Здесь вы можете сэкономить около 40000р., не покупая генератор с АВР.

Какой инвертор лучше подойдет для катера/яхты?

Что такое ток чистого синуса и в чем его отличие от «квази-синуса»?

Какой тип инвертора мне нужен – с чистым или модифицированным синусом?

Преимущества инверторов с чистой синусоидой выходного тока 220 вольт:

1. Форма волны переменного тока 220 вольт на выходе инвертора имеет крайне малые величины гармонических искажений, и практически не отличается от стандартного напряжения бытовой сети 220 вольт.

2. Индуктивные двигатели микроволновых мечей, а также других бытовых приборов, содержащих электродвигатели, работают быстрее, меньше нагреваясь.

3. Меньше шума в таких приборах, как, например, фены, лампы дневного света, аудио-усилители, факсы, игровые приставки и т.д.

4. Меньшая вероятность зависания компьютера, ошибок печати принтера, перебоев и шума монитора.

5. Надежная работа следующих приборов, которые не будут функционировать с током модифицированной синусоиды:

• Лазерный принтер, копир, магнито-оптический дисковод
• Некоторые портативные компьютеры
• Некоторые лампы дневного света
• Электроинструменты с транзисторами и переменной скоростью вращения
• Некоторые зарядные устройства для беспроводных электроинструментов
• Приборы, контролируемые микропроцессорами
• Цифровые часы с радио
• Швейные машинки с переменной скоростью двигателя и с микропроцессорным контролем
• Некоторые медицинские приборы, например кислородные концентраторы

Инверторы с модифицированной синусоидой будут работать с большинством электроприборов. Если Ваша задача – обеспечить бесперебойное питание для домашнего освещения, телевизора, холодильника, то инвертор с модифицированной синусоидой будет наиболее экономичным решением. Инверторы чистого синуса предназначены для работы с более чувствительной аппаратурой.

Будет ли работать компьютер на токе модифицированной синусоиды?

Мой мультиметр показывает 190 вольт, при замере напряжения от квази-синусного инвертора. У меня неисправный инвертор?

Нет, с вашим инвертором все нормально. Обычный тестер может давать погрешность от 20% до 40% при замере напряжения квази-синусного инвертора. Для корректного замера используйте тестер «эффективного значения», называемый также тестером «среднеквадратичного значения» или «TRUE RMS». Такой прибор значительно дороже обычных дешевых мультиметров, но только он может показать корректное напряжение квази-синусного инвертора.

Как соединить две и более батареи?

Предпочтительнее использование 2 (и более) батарей одного типа 12 вольт в параллельной конфигурации. Это даст в 2 (и более) раза большую емкость, и, следовательно, большее время работы до необходимости зарядки.

Также можно последовательно соединить 6-вольтовые батареи для удвоения напряжения до 12 вольт. 6-вольтовые батареи должны быть соединены попарно.

12-вольтовые батареи, соединенные параллельно для удвоения емкости (Ач)

6-вольтовые батареи, соединенные последовательно (серийно) для удвоения напряжения до 12 вольт

Работа микроволновой печи от инвертора

Характеристика мощности микроволновой печи – это мощность «приготовления блюда». Реальная потребляемая мощность в большинстве случаев гораздо выше, чем указанная на ценнике. Реальная потребляемая мощность обычно указывается на задней стенке печи. Это нужно иметь в виду, если Вы хотите использовать микроволновую печь от инвертора.

Особенности работы телевизора и аудио-аппаратуры

Несмотря на то, что все инверторы являются экранированными приборами для уменьшения помех, некоторые помехи, отражающиеся на качестве теле сигнала, все же могут возникнуть (в особенности при слабом сигнале).

Вот несколько советов:

• Прежде всего, убедитесь, что антенна дает нормальный сигнал в обычных условиях, без инвертора. Убедитесь, что кабель антенны надлежащего качества.
• Попробуйте изменить расположение антенны, телевизора и инвертора относительно друг друга. Убедитесь, что провода постоянного тока максимально удалены от телевизора.
• Сверните кольцом провода питания телевизора и провода, соединяющие аккумулятор с инвертором.
• Поставьте фильтр на провод питания телевизора.

Некоторая недорогая аудио аппаратура может слегка «фонить» при работе от инвертора. Решение этой проблемы только в покупке более качественной аппаратуры.

Системы бесперебойного питания для коттеджей

Из-за этого запрета я был вынужден пользоваться химическими источниками тока. А конкретно, вот такими батарейками:

Поначалу я занимался механикой и электротехникой, делал различные механизмы с электродвигателями, но питать их было нечем. Электродвигатели были примерно такие (с большим трудом нашел в Интернет фотографию двигателя):

Играться с механизмами, сделанными своими руками, было очень интересно. Но через короткое время заряд заканчивался, ведь батарейки были совсем не такие, как современные «Duracell», двигатели тоже не блистали КПД, да и конструкция, сделанная ребенком, была далека от экономичности. Выпросить у взрослых новые батарейки было непросто. Они, может, и хотели бы мне их купить, но продавались батарейки только в райцентре, ехать туда 25 км, не каждый месяц там кто-то бывал. Вот и сидел я на голодном пайке, перебирая по которому кругу использованные батарейки, стуча по ним молотком и защемляя во входной двери, чтобы хоть как-то продлить их работу.

Акумуляторы в то время я видел двух видов: что-то типа 6СТ-55, которые устанавливались в автомобили, да дисковые аккумуляторы Д-025, которые стояли в модном фонарике, заряжавшемся от сети. В нашей семье такого фонарика не было. Я знал о них лишь по той причине, что соседи отдали мне на запчасти несколько таких фонариков, в которых аккумуляторы потеряли емкость. А происходило это, по их словам, довольно быстро. В этом фонарике, кстати, был очень необычный выпрямительный элемент. Другие типы аккумуляторов видел только на картинках в книгах. Поэтому к аккумуляторам доверия не было, да и они были некой экзотикой. Оставались батарейки. Глотая слюну, я смотрел на механизмы, работающие от сети. Какое счастье, они могли работать вечно! С тех пор выработалось негативное отношение к автономному питанию.

Когда я пошел в школу, мне разрешили работать с сетью. Первое, что я сделал, это сетевой лабораторный блок питания.

Трансформатор мотал сам, и первичку, и вторичку. Железо взял от сгоревшего силового трансформатора ламповой радиолы. Выходное напряжение у меня регулировалось переключением отводов вторичной обмотки. Как вспомню, с какими трудами удавалось найти хоть что-то из материалов - ужас. Весь листовой алюминий, которым я владел большую часть детства, это была крышка от выброшенной стиральной машины "Рига". Впрочем, сейчас с материалами не сильно лучше. Трансформатор БП был закреплен полосками жести, которые прикручены к деревянному основанию гвоздями с нарезанной на них резьбой М4. Счастье, что метчики и плашки были у меня с раннего детства. Галетник – и тот наполовину самодельный. Я уже не помню, по какой причине его пришлось переделывать. Для передней панели нашел кусок синего пластика. В детстве такого пластика были большие листы, они применялись где-то в строительстве. Но обрабатывался этот пластик очень плохо, он был похож по свойствам на полиэтилен. Зато у меня был кусок фольгированного стеклотекстолита! Я вырезал на нем дорожки и установил мост на Д226 и конденсатор. Можно сказать, БП был сделан на печатной плате! Этот блок питания прослужил мне все школьные годы и по факту является самой полезной моей конструкцией в жизни. Хотя в старших классах я сделал новый БП, более мощный, но все равно пользовался в основном старым.

Был у меня еще и БП для питания ламповых конструкций (+300 В анодного и ~6.3 В накала), но это промышленная конструкция. В некоторых ламповых радиолах БП выполнялся на отдельном шасси, вот оттуда я его и взял. Был у него и корпус с панелью из той же синей пластмассы, но, увы, фото корпуса нет. Вообще, все эти фотографии делались недавно, до этого приборы десятилетия валялись в пыли чердака.

В последующие годы я делал конструкции только с сетевым питанием. Автономные приборы – это что-то неполноценное. Например, портативный магнитофон всегда хуже стационарного, а переносной приемник хуже радиолы. И хорошо еще, если магнитофон имеет сетевой блок питания. Иначе предстоят вечные мучения с батарейками, которых когда надо нет под рукой. Так же и другие приборы, например, измерительные. Признаком высокого класса является сетевое питание.

Очередной раз я столкнулся с автономным питанием в 1998 году, когда решил сделать себе щедрый подарок на 30-летие и купил на рынке портативный проигрыватель компакт-дисков Panasonic SL-S200.

В то время у меня уже был стационарный компакт-проигрыватель, сделанный из обломков автомобильного проигрывателя Sony. Корпус самодельный, блок питания и аналоговая часть самодельная, дополнительный процессор AT89C2051 для реализации ИК ДУ.

Вместе с Panasonic SL-S200 продавцы решили реализовать мне аккумуляторы GP и зарядное устройство для них. Сам Panasonic имел сетевой блок питания, но на 110 В. К нему добрые продавцы дали маленький автотрансформатор, «рыжик», как его назвали за коричневый цвет пластин. Я, конечно, пользоваться им не стал, а переделал сетевой блок питания, заменив в нем трансформатор. Корпус взял от какого-то другого адаптера, родной был слишком маленький. Только шильдик аккуратно выпилил и вклеил в свой корпус.

Еще пришлось сразу отказаться от наушников, которые шли в комплекте. Но у меня были Sony MDR-14, купленные в магазине за 16$. Вообще, интересное тогда было время – в магазине на центральном проспекте столицы официально торговали за доллары. Я дал двадцатку (а это были тогда большие деньги), из кассы мне достали сдачу – 4 единички. Аккумуляторы GP не шли ни в какое сравнение с батарейками. Тем более, заряжать их было негде – купленное зарядное устройсво при первом включении испустило дым. Так я в очередной раз разочаровался в аккумуляторах. Плейер слушал в основном дома, питая его от сети. Мобильность понадобилась только в пределах квартиры. С собой куда-то пробовал брать, но вне дома слушать музыку не хочется. Так он и провел уже более 16 лет, почти не выходя из дома.

Следующий раз, когда меня жизнь снова столкнула с автономным питанием, это покупка первой цифровой фотокамеры Nikon 2100. В комплекте шли аккумуляторы, маркированные как Nikon. Я, конечно, по привычке решил запитаться от батареек. Но был расстроен тем, как быстро они заканчиваются. На удивление, аккумуляторы работали намного дольше. Тем более, в комплекте шло быстрое зарядное устройство тоже от Nikon. Первый раз в жизни увидел что-то хорошее в аккумуляторах. Очень захотелось купить такие же аккумуляторы в качестве второго комплекта. Вряд ли Nikon делает аккумуляторы сам, скорее всего, берет у кого-то другого. Я начал пристально рассматривать продающиеся аккумуляторы. Точь-в-точь были похожими аккумуляторы Sanyo, даже буквы HR на донышке были так же выштампованы. Только на них значилась емкость 2300, а на тех, с этикеткой Nikon, 2100.

Напуганный плохими аккумуляторами GP, долго не решался купить эти Sanyo, ведь аккумуляторы – вещи не дешевые. Но все-таки купил. В жизни радость случается редко, но тут именно тот случай. Купленные аккумуляторы работали так же долго, как и родные.

Когда пришло время менять фотоаппарат, встал вопрос о зарядке 4-х аккумуляторов AA. Была сделана попытка сделать свое зарядное устройство не хуже покупного. Но эта попытка провалилась. Я не понимаю, как в таком малом габарите умещается сетевой импульсник, да еще и схема контроля зарядки индивидуально для каждого из 4-х аккумуляторов. В результате долгих размышлений была написана и куплено зарядное устройство Duracell за большие деньги – целых 40$.

Для фотоаппарата я купил комплект тех же аккумуляторов Sanyo, потом еще один – работали они прекрасно. Один из комплектов был очень старый, пора было менять. Но в очередной раз купленные аккумуляторы оказались совсем слабенькими – примерно раза в 3 меньше емкостью. А на вид они никак не отличались. Огорчение было огромным, ведь деньги потрачены немалые. Но что делать, аккумуляторы нужны, решил еще раз рискнуть – купил комплект Sony. И опять провал. Снова разозлился в адрес автономного питания, но фотоаппарат является тем редким исключением, когда его эксплуатация возле розетки является практически невозможной. Прочитал на форумах, что сейчас продаются сплошные подделки, невозможно купить нормальные аккумуляторы. Вычитал, что Ansmann, вроде, пока не подделывают. Купил комплект со скромной емкостью 2100 и остался доволен. Снова на уровне старых добрых Sanyo.

В зеркальной фотокамере литиевый аккумулятор. Сначала переживал по этому поводу – невозможно купить в ближайшем киоске батарейки в случае чего. Но камера настолько экономична, что вообще забыл проблему аккумулятров. Зато накамерная вспышка питается от 4-х аккумуляторов AA. Тоже нужно было что-то покупать. Проанализировал отзывы и купил снова Sanyo, но теперь новую линейку Eneloop. Оказались отличными аккумуляторами.

Еще одно устройство, где без аккумулятора никак, это мобильный телефон. Сам по себе, конечно, телефон не так уж нужен, если не работаешь диспетчером или развозчиком пиццы, но раз есть, так нужно поддерживать в рабочем состоянии. Вот и приходится регулярно покупать новые аккумуляторы. Тоже попадаются разного качества, ничего тут не поделать.

По долгу службы делал много различных электронных устройств. Но почти никогда не делал автономных. Разве что термометр, который питается от 2-х батареек AA или от сети, в связи с чем там применен SEPIC-преобразователь, который может как повышать напряжение батареек до 3.3 В, так и понижать напряжение сетевого адаптера.

К чему я клоню? В последнее время сплошь и рядом радиолюбители пытаются делать приборы с автономным питанием. Я этого не понимаю. Там же возникает куча проблем. Мало обеспечить характеристики, нужно еще обеспечить низкое потребление. Зачем себя зажимать в такие рамки? Ну а если кто-то считает, что будет использовать прибор в поле, то он автоматически ставит себя на низшую ступеньку иерархии работников отрасли: жизнь в командировках вместо работы в уютном офисе за своим собственным столом в удобном кресле.

P.S. Забыл об одном устройстве, где автономномное питание оправдано. Это часы. В результате того, что потребление маленькое, менять батарейки приходится редко (раз в несколько лет), это можно терпеть. Но есть и обратная сторона низкого энергопотребления - на таких часах в темноте ничего не видно.

От электричества зависит множество удобств в жилых и бытовых зданиях. Однако перебои энергии не редкое дело в городах и пригородах. Для удаленных от цивилизации населенных пунктов проблема тем более насущна — иногда провести электросеть там попросту невозможно . В таких случаях остро встает вопрос независимой выработки тока.

Автономное электроснабжение способно обеспечивать постройки энергией в нужном количестве. При этом не возникает коротких замыканий, соблюдается стабильность напряжения, аварийные ситуации практически не происходят. Подключение подобного оборудования не настолько сложное, как зависимое от общих сетей и, зачастую, окупается за более быстрые сроки.

Выбор личного источника электричества – ответственное занятие, требующее изучения нюансов . Особенно это касается случаев, когда система изготавливается своими руками.