Меню

Аккумуляторная подстанция для частного дома

Выбор резервного источника электропитания для дома или дачи

Выбор и сравнение различных источников резервного электропитания с указанием конкретных параметров, потребительских возможностей и цен.

К сожалению, решение проблемы внезапного отключения света (электроэнергии) в нашей стране полностью переложено на плечи собственников жилья. Да, аварийные службы все еще существуют, но срок исполнения заявки на восстановление подачи электроэнергии практически никем не лимитируется и может составлять от часов до недель. Если же, не дай Бог, в вашем коллективном хозяйстве сгорел трансформатор подстанции, то можете считать, что конец света наступил.

Радует только то, что на дворе 21 век и при общем упадке экономики России, в магазинах появляются источники энергии, способные помочь в этой ситуации. Если не иметь в виду альтернативные источники энергии: ветрогенератор, солнечную батарею, компактную гидроэлектростанцию, о которых была речь в предыдущих статьях, то у нас остается выбор между двумя устройствами — инвертором и генератором с ДВС.

Что такое инвертор и чем он нам поможет?

Итак, инвертор или инверторный преобразователь напряжения, это устройство, которое преобразует низковольтное постоянное напряжение (12, 24 или 48 Вольт) в переменное напряжение 220/380 Вольт. Также инвертор содержит цепи позволяющие поддерживать заряд, разряд и дежурное состояние аккумуляторов при наличии напряжения в электросети и его отсутствии.

Инвертор (инверторно-аккумуляторная система) позволяет легко и быстро создать резервную систему электроснабжения. В нормально режиме работы дом или дача получают электроснабжение от электрической сети (централизованное электроснабжение), одновременно с этим происходит зарядка аккумуляторов. В случае отключения электроэнергии включается резервный источник электропитания — инвертор, которые получает электроэнергию от аккумуляторов, работающих в режиме разряда.

Почем недорогой инвертор?

Оценим денежную составляющую. Начнем с необходимой мощности. По статистике, минимальная мощность, которую стоит рассматривать – это 5 кВт. Кроме этого необходимо определиться с емкостью аккумуляторов. От этого параметра зависит, как долго ваш инвертор сможет поддерживать указанную мощность в случае аварии в основной сети. Например, «Ис1-24-6000» (6 кВт) стоит без аккумуляторов 42000 руб., «Mobilen SP4000-c» (4кВт) без аккумуляторов 33000 руб., «PowerStar W7» 5kW/48V (5кВт) 40000 руб.

Рис. 1. Инвертор PowerStar W7

Оценим стоимость аккумуляторов и время непрерывной работы под нагрузкой в 5 кВт.

Для примера возьмем «PowerStar W7». В соответствии с паспортом на изделие к нему подключают 5 последовательно соединенных аккумуляторов 12 В, 60 Ач. Если взять автомобильные аккумуляторы средней ценовой категории, то это примерно 5х3500=17500 руб. Общая сумма составит 50500 руб.

Теперь о времени непрерывной работы. При нагрузке в 5 кВт, кпд прибора 0.8, т.е. он будет потреблять 5/0.8=6.25 кВт. Входное напряжение аккумуляторов под нагрузкой 60 В.

Потребляемый ток будет 6250/60=104 А. При таком токе (примерно эквивалентен стартерному току автомобиля) аккумуляторы смогут протянуть 15 – 20 мин. После этого, при падении напряжения до 10 В их отключит защита инвертора. Наши расчеты подтверждаются паспортными данными. В них максимальное время работы при максимальной нагрузке 8 кВт составляет не более 5 мин.

Если вы хотите увеличить время работы, то необходимо использовать аккумуляторы большей емкости и, соответственно, большей стоимость. Возникает разумный вопрос: нужно ли вам устройство за минимум 100000 руб. способное поддерживать сеть в 5кВт менее часа?! И это не ошибка, вот например инвертор американской фирмы Outback Power Systems на 3 кВт в комплекте с аккумуляторами стоит 240 000 руб. Максимальное время работы при мощности 3 кВт всего 2.5 часа.

Читайте также:  Газовый котел для отопления частного дома вольф

О том, как можно увеличить электрическую мощность с помощью инвертора смотрите на видео:

Почем недорогой генератор (электрическая генераторная установка)?

Электрическая генераторная установка — это специальный двигатель на жидком (бензин, солярка) или газовом топливе, который соединен с генератором в единый агрегат. При сжигании топлива происходит вращение ротора генератора и в его обмотках появляется электрический ток, который подается к потребителю. Генератор переменного тока может быть синхронным или асинхронным. Они могут быть однофазными и трехфазными.

Прежде всего, надо решить, на каком топливе будет работать генераторная установка? У нас есть выбор между соляркой, бензином и газом. Так как газ самый дешевый продукт, то естественно выбрать его. Кроме того, газ баллонный или магистральный уже присутствует в доме.

Посмотрим, сколько стоит газовый генератор на 5 кВт? Цена составляет от 35 до 40 тысяч рублей, например REG GG 7200, т.е. в 6 раз дешевле инвертора! На одно 50 литровом баллоне (стоимость заправки 500 руб.) сжиженного газа он может проработать около 15 часов при максимальной нагрузке!

Под эти генераторы выпускается специальные блоки автоматики (блоки автозапуска), с помощью которых полностью автоматизируется процесс бесперебойного электроснабжения. Правда, следует отметить, что покупка блока автозапуска удорожает источник резервного электропитания почти на 30 тысяч рублей, но все равно, суммарная стоимость системы с газовым генератором оказывается намного меньше, чем стоимость применения для этих же целей инвертора.

Аккумулятор для дома

Электричество – источник питания окружающих человека приборов и устройств, делающих жизнь в современном жилье полноценной и комфортной. Централизованное снабжение электрическим током, как и любая коммуникация, может быть подвержено авариям. Отключение света нарушает налаженный ритм жизни в доме. Резервное электроснабжение позволяет избежать досадных ситуаций, когда перестают работать компьютер, телевизор, и отключается свет.

Устройство бесперебойного электроснабжения для дома

Источником аварийного бесперебойного питания электроэнергией служат аккумуляторы для дома. Особенно актуально резервное электроснабжение для загородных домов и дач, которые находятся вдали от централизованной электросети. Немаловажное значение имеет установка аккумуляторов в тех жилищах, которые часто остаются без света.

Домашние аккумуляторные батареи, обеспечивающие бесперебойное питание внутренней электросети, по своему принципу работы схожи с автомобильными АКБ. В отличие от них, домашнее электрооборудование рассчитано на режим глубокой разрядки. Это увеличивает время пользования электрическим током до очередной зарядки батареи.

Резервное питание электроэнергией может представлять собой несколько батарей, соединённых, как параллельно, так и последовательно. Их размещают в отдельных помещениях энергоёмких зданий.

Для квартиры, где нужна небольшая мощность тока, устанавливают ИБП (резервное электроснабжение). В корпус прибора встроен аккумулятор. Устройство располагает опциями контроля и управления энергетическими потоками. Вся информация о разряде АКБ отражается на жидкокристаллическом дисплее.

Виды домашних аккумуляторов

Для обеспечения аварийного питания внутренней электросети дома используют четыре вида аккумуляторных источников электроэнергетики:

  1. Кислотно-свинцовые АКБ.
  2. Гелевые батареи.
  3. AGM аккумуляторы.
  4. Никель-кадмиевые АКБ.

Кислотно-свинцовые АКБ

Самые распространённые аккумуляторы для ИБП по своему устройству ничем не отличаются от автомобильных батарей. В банках АКБ расположены свинцовые пластины, залитые электролитом (водным раствором серной кислоты).

Внимание! Хранить большие кислотно-свинцовые АКБ следует в отдельных помещениях с хорошей вентиляцией. Дело в том, что в процессе разрядки батареи выделяют газ, вредный для здоровья человека.

К недостаткам таких устройств нужно отнести то, что они требуют постоянного обслуживания (контроль уровня электролита и восполнение его падения дистиллированной водой).

Читайте также:  Блокированные жилые дома с гаражом

Гелевые батареи

В электролит добавляют элементы кремния, в результате он приобретает форму геля (застывший пористый раствор из серной кислоты и силикагеля). Густая структура геля не даёт разрушаться электродам, что значительно увеличивает срок службы АКБ. Преимуществом такой батареи является то, что эксплуатировать аккумулятор можно в любом положении, не боясь вытекания электролита.

Гелевые аккумуляторы отличаются большим временным промежутком хранения заряда. Они хорошо служат для освещения, маломощных бытовых приборов (компьютеров, телевизоров и прочего). В то же время ИБП с такими АКБ не могут обеспечить большой ток для питания мощного оборудования (электродвигатели различного назначения).

Важно! Нельзя допускать перегрев гелевой батареи – она может взорваться. Нужно обеспечить контроль температуры корпуса АКБ.

Батареи этого вида долговечны. Они выдерживают от 600 до 800 циклов заряда – разряда. Специалисты рекомендуют их использовать в резервировании питания для светильников, ПК, ТВ и маломощных кухонных приборов: миксеров, комбайнов и кофемолок.

AGM аккумуляторы

Аббревиатура AGM сложилась из начальных букв Absorbent Glass Mat, что означает влагопоглощающие стеклянные маты. В последнее время батареи AGM завоёвывают передовые позиции на рынке аккумуляторов. Суть их конструкции состоит в том, что раствором серной кислоты пропитывают капиллярные синтетические маты, которые помещают между свинцовыми пластинами.

Пластины изготовляют из свинца высокой химической чистоты с добавками кальция и сурьмы. Присадки предотвращают разрушение электродов, что значительно увеличивает срок службы аккумуляторов.

Некоторые AGM устройства имеют спиральное расположение матов. Такое решение позволяет значительно увеличить контактную площадь для протекания химических реакций, что повышает КПД батарей.

AGM аккумуляторы занимают большой объём в производимой продукции таких брендов, как Bosh, Delta, Fiamm и др.

Никель-кадмиевые АКБ

Аккумуляторы настоящего типа уступают другим видам батарей в величине ёмкости. Это пальчиковые батарейки и крупные бочонки. Их соединяют никелевой полосой в блоки точечной сваркой. Ими заполняют корпуса ИБП, предназначенные для бесперебойного питания портативной техники и стационарных компьютеров.

Заряжают никель-кадмиевые аккумуляторные блоки в корпусе ИБП, который подключают к бытовой электросети. Также восполняют потенциал в отдельных специальных зарядных устройствах.

Источники зарядки домашних аккумуляторов

Резервный домашний источник тока частного дома нуждается в регулярной зарядке. При отключении электричества аккумуляторы автоматически переходят в режим разряда. По истечении определённого времени оборудование будет нуждаться в зарядке.

Питание для зарядки АКБ обеспечивают несколькими способами:

  • электрическая сеть;
  • генераторы;
  • солнечные батареи;
  • ветровые генераторы.

Электрическая сеть

При наличии автономной системы энергоснабжения используют аккумуляторы для частных домов при отключении электричества. Источник бесперебойного питания мгновенно реагирует на отказ сетевого электропитания, в работу включаются АКБ.

После восстановления работы электросети ИБП переходит в режим зарядки батарей. Электронная промышленность производит различные модели зарядных устройств. На входе встроенный инвертор переменный ток делает постоянным, а на выходе ток становится снова переменным. Это происходит потому, что АКБ должна получать постоянный зарядный ток.

Генераторы

Для домов, стоящих вдалеке от централизованного энергоснабжения, используют генераторы, которые снабжают электрическим током внутренние электросети. Все виды генераторов (газовые, на жидком топливе) производят громкий шум. Поэтому их используют одновременно, как поставщика электроэнергии напрямую, так и для питания зарядных устройств ИБП.

Генератор включают на время зарядки аккумуляторных батарей. Затем заряженные АКБ переходят в режим разрядки, генератор прекращает свою работу.

Солнечные батареи

В последнее время появились новые платформы солнечных батарей с большим КПД. В районах, где большое количество солнечных дней в году, солнечные батареи эффективно справляются с электроснабжением и резервным питанием для домов вместо генераторов.

Читайте также:  Термопанели для утепления фасада деревянного дома

Преимущество фотомодулей состоит в том, что их можно приобретать отдельными фрагментами. Постепенно приобретая новые модули, наращивают мощность потребляемого тока. Объединение в одну систему электроэнергетики фотопанелей с аккумуляторами даёт выгоду в том, что электропитание в солнечные дни обеспечивает солнечная батарея, в пасмурную погоду и ночные часы включаются в работу АКБ.

Ветровые генераторы

Ветровые установки обладают малой энергоёмкостью. Как правило, для обеспечения электроэнергией частного домостроения ставят несколько установок, вплоть до нескольких десятков. Позволить такие устройства может только финансово обеспеченный хозяин коттеджа. Как и в случае солнечных батарей, ветровые генераторы работают в одной системе с домашними АКБ.

Устройство ИБП

Источники бесперебойного питания в просторечии называют бесперебойниками. Принципиальное строение агрегата состоит из аккумуляторных батарей и электронной начинки. Электроника включает в себя инверторы, выпрямители, фильтры и микросхемы, гасящие различные возмущения в электросети. В дорогих моделях имеется байпас.

Характеристики АКБ определяют возможности прибора. В основном применяются свинцово-кислотные батареи. Средние показатели параметров равняются 12 В напряжения, ёмкостью от 7 до 9 А/ч. Все аккумуляторы абсолютно герметичны и являются необслуживаемым оборудованием. В небольших моделях устанавливается одна батарея, в мощных приборах их количество может любым.

Виды ИБП

ИБП бывают трёх видов:

  1. Резервные.
  2. Линейно-интерактивные.
  3. Онлайн модели.

Резервные

Энергоснабжение проходит от сети через ИБП к потребителям. Как только электрический поток прекращается, прибор переключается в режим разряда аккумулятора. В момент возобновления сетевого питания бесперебойник передаёт энергию во внутреннюю сеть дома, часть импульса направляет на подзарядку АКБ. Время переключения режимов энергоснабжения составляет несколько миллисекунд, что исключает потерю данных во время работы компьютера.

Дополнительная информация. Использование таких установок вполне приемлемо для домашней техники. Для энергоёмкого силового оборудования (насосы, отопительные котлы и пр.) резервные модели не годятся. ИБП не гарантирует сохранения стабильности синусоидальной формы напряжения.

Линейно-интерактивные

Принцип работы и устройство интерактивного источника схожи с резервной моделью. Отличие заключается в том, что линейно-интерактивные ИБП оснащены коммутирующими устройствами. Приборы не нуждаются в переключении режимов питания при отклонении нормативного показателя входного напряжения до 20%. При этом показатель выходного напряжения практически остаётся неизменным.

Онлайн модели

Онлайн оборудование считается самым надёжным и высококлассным ИБП. В него заложен принцип двойного преобразования. Уровень защиты практически составляет 100%. Работа устройства заключается в следующем:

  • входящий ток проходит через выпрямитель, становясь постоянным;
  • инвертор возвращает энергию обратно в переменный ток с идеально ровным напряжением;
  • внутренняя резервная линия – байпас, страхует бесперебойное питание в случае выхода из строя основной линии ИБП.

Время переключения режимов стремится к нулю. Такой источник называют «онлайн», то есть перерыва в его работе не существует.

К недостаткам онлайн ИБП следует отнести их высокую стоимость, а также снижение КПД электросилы из-за двойного преобразования характеристик тока. Потери потенциала по отношению к абсолютной величине КПД довольно незначительны.

Сам по себе аккумулятор без такого прибора, как ИБП, не может стать автономным гарантом бесперебойного энергоснабжения дома. Для того чтобы выбрать подходящую модель ИБП, необходимо произвести точный расчёт силы тока, его напряжения и мощности, обеспечивающих работу всех потребителей в доме.

Видео

Adblock
detector