Да будет свет! Система резервного питания в загородном доме
Ничего не может быть хуже, чем отключение света зимой. Любой из загородных жителей рано или поздно сталкивается с ситуацией, когда лампочки гаснут, скважинный насос перестаёт качать воду, а батареи системы отопления остывают на глазах. Время задействовать резервное питание!
Большинство скажет: надо просто завести генератор и подключить к нему приборы и оборудование в доме. Не всё так просто. Пользователи forumhouse.ru хорошо знают, как запустить генератор на морозе.
Но есть и другое решение проблемы с перебоями электричества: система резервного питания дома или сокращённо – СРП.
Для правильного выбора такой системы питания необходимо понять, чем она отличается от системы автономного питания (САП).
СРП используется в том случае, когда дом подключён к основной электросети. При отключении основного питания резервное электропитание «подхватывает» основных потребителей электроэнергии: скважинный насос, котёл, холодильник, компьютер, телевизор и другое электрооборудование. САП – это основная система электропитания для дома, применяемая при полном отсутствии основной электросети.
Переходим к выбору системы резервного питания. По мнению Андрей-АА, существует 4 основных типа резервного питания для дома.
Остановимся подробнее на третьем варианте. Пользователь с ником galexy456 предлагает пошаговый план создания бюджетной системы резервного питания для дома.
1 В электрический щиток заводятся два кабеля из подсобного помещения. Первый кабель необходим, чтобы подать электричество на инвертор. Второй – чтобы передать электричество от инвертора в дом.
У меня на улице смонтирован маленький щиток, в котором реализована схема автоматического ввода резерва, или сокращённо АВР
2 В подсобное помещение ставим инвертор, аккумуляторы и коммутируем все устройства.
Я рекомендую выбирать инвертор с синусоидальным выходным напряжением.
В случае отключения электричества такая система работает следующим образом. АВР самостоятельно и быстро – так, что приборы не успевают отключиться, переключает питание с основного на резервное.
Теперь все подключённые энергопотребители продолжают работать от аккумуляторов и инвертора. Если энергоснабжение отсутствует больше 5-6 часов, то, не дожидаясь полного разряда аккумуляторов (от этого сильно сокращается срок их службы), для продолжения бесперебойного питания необходимо вручную завести генератор.
Существуют системы резервного питания с автоматическим запуском генератора, установленным в отапливаемом подсобном помещении и снабжённом принудительным отводом выхлопных газов. Главный недостаток таких СРП – это их высокая цена.
После запуска генератора инвертор переводит нагрузку на питание приборов от него и одновременно начинает заряжать аккумуляторы. Таким образом, продлевается время работы системы и экономится моторесурс генератора, т.к. он работает не в постоянном режиме.
Любая, даже самая продвинутая и дорогая система резервного питания, в первую очередь, приучает экономить энергоресурсы в доме, т.к. от этого напрямую зависит время работы системы резервного электроснабжения дома.
Включение фена, чайника или утюга на 3-7 минут сильно не разрядит аккумуляторы, но глажку или работу с мощным электроинструментом лучше не допускать.
Для построения СРП нагрузку в доме можно условно разделить на три части:
Также в качестве резервной системы питания можно использовать и автомобиль. Для этого необходимо:
Я постоянно использую энергосистему своего авто в качестве резервного источника электричества на даче. Максимальное время работы в таком режиме составляло 10 часов, работали все основные потребители электрической энергии в доме.
Пользователи сайта FORUMHOUSE могут узнать, как самостоятельно сделать резервную систему питания питания. Вся информация по расчёту автономной системы питания собрана в этом дневнике. Автоматический запуск и использование генератора «от А до Я» описан в этой теме.
А в этом видео рассказывается о том, как инвертор и блок аккумуляторов могут увеличить электрическую мощность в доме.
Инверторные системы электроснабжения для коттеджа
Загородные дома нередко испытывают проблемы с электроснабжением. Особенно это касается тех объектов, которые расположены на большом расстоянии от центральных линий электропередачи и возможность подключения к сети полностью отсутствует. Во многих случаях данная проблема решается за счет автономного электроснабжения с применением альтернативных источников электроэнергии. К одним из наиболее эффективных вариантов относятся инверторные системы электроснабжения для коттеджа, способные обеспечить электричеством бытовую технику и оборудование в полном объеме.
Принцип работы инвертора
С технической точки зрения каждый инвертор по своей сути является преобразователем. Эти устройства относятся к комплексным источникам бесперебойного питания, обеспечивающим преобразование постоянного напряжения в переменное. Получаемые на выходе 220 вольт, обеспечивают нормальную работу приборов и бытовой техники, имеющихся в доме.
В качестве источников питания для инверторов используются наборы промышленных аккумуляторов повышенной емкости, в количестве нескольких единиц. К ним же подключено и все домашнее электрооборудование. При отключения напряжения в центральной сети, вся бытовая техника тут же переходит на электроснабжение от аккумуляторных батарей. При возобновлении основного питания, инвертор автоматически переходит в режим зарядки аккумуляторов, а домашнее оборудование начинает работать от центральной сети. Таким образом, обеспечивается бесперебойное электроснабжение частного дома.
Подключение инвертора осуществляется на входе домашней электрической сети, поэтому через него проходит вся основная нагрузка. При падении или скачков напряжения, а также при полном его отсутствии, вся нагрузка сразу же переключается на инвертор. Существенным преимуществом современных преобразователей является возможность смены настроек или конфигурации. В результате, можно значительно повысить эффективность всей системы автономного электроснабжения. По одной фазе инверторы обладают широким диапазоном мощности – от 2 до 30 кВт, что позволяет использовать их не только в частных домах, но и в офисах, торговых точках, предприятиях сервиса и других областях.
Следует отдельно рассмотреть процессы накопления и хранения электроэнергии в инверторной системе. Нормальный рабочий цикл обеспечивается благодаря использованию специальных аккумуляторов повышенной мощности, обладающих емкостью от 200 ВА и выше. В отличие от обычных батарей, эти устройства изготавливаются по самым современным технологиям. Например, в аккумуляторах, изготовленных по технологии GEL, используется гелевый электролит, а не жидкостный. Сухим электролитом заполнены батареи, сделанные по технологии AGM. В последнем случае применяется специальная ткань, пропитанная электролитом и прочно запрессованная в пластины аккумулятора.
В случае повреждения из батареи может выпасть только пыль, не опасная для окружающих, что делает резервное электроснабжение инверторного типа экологически чистым и безопасным. Они могут свободно устанавливаться в жилых помещениях любого назначения. Сами аккумуляторы являются расходным оборудованием инверторных систем. Их срок службы составляет в среднем от 8 до 12 лет, после чего требуется замена поскольку дальнейшая эксплуатация приведет к потере мощности.
Применение инверторов в автономном электроснабжении
При использовании инверторных систем в стандартном варианте, зарядка аккумуляторных батарей производится от домашней электрической сети, когда все оборудование работает в штатном режиме. Однако такая схема не будет работать, если центральное электроснабжение полностью отсутствует. В этих случаях инверторные установки могут использоваться совместно с альтернативными источниками энергии – генераторами, солнечными батареями, ветровыми установками и т.д.
При создании автономных систем чаще всего используются электрогенераторы. Они обеспечивают энергией весь объект при отсутствии электричества и одновременно заряжают аккумуляторы, входящие в инверторную систему. После того как зарядка батарей достигнет 100%, генератор автоматически выключается.
Однако бесперебойное электроснабжение с помощью генераторной установки обойдется значительно дороже, чем от обычного инвертора. Процесс эксплуатации сопровождается постоянными материальными затратами. Например, в холодное время года генератор нужно обеспечить теплым помещением, постоянно приобретать топливо. Для защиты от шума потребуется специальная защита, а также система вывода отработанных газов. Техническое обслуживание генераторной установки тоже связано с материальными затратами.
Существуют и другие, более дешевые резервные источники электроснабжения, такие как солнечные батареи. Они имеют целый ряд преимуществ по сравнению с генераторами и единственный недостаток – слишком высокую цену. Преобразователи солнечной энергии также работают с инверторными системами. В дневное время они заряжают аккумуляторные батареи, а ночью отдают накопленную энергию потребителям.
Одной из составляющих системы бесперебойного питания служат стабилизаторы напряжения. При всех своих достоинствах инверторы не могут выполнять функции этих устройств. Именно стабилизатор гарантирует продолжительный срок эксплуатации бытовых приборов и оборудования, обеспечивая им работу от стабильного напряжения 220В. При работе электросварки у соседей, свет в своем доме не будет моргать, лампочки останутся целыми, телевизоры, компьютеры и другая техника будут работать устойчиво и надежно.
Таким образом, использование инверторных систем в коттедже по стандартной схеме эксплуатации является наиболее оптимальным вариантом домашнего электроснабжения. Они имеют возможность наращивать мощность до нужного уровня и абсолютно безопасны в работе. В аварийных ситуациях эти устройства могут обеспечивать питание отдельных приборов. Использование инверторов считается невыгодным лишь при наличии в доме электрической системы отопления.
Конструкции инверторов для автономного электроснабжения
Автономные системы электроснабжения
Автономное электроснабжение загородного дома своими руками
Электромонтажные работы в коттедже
Калькулятор расчета аккумуляторной батареи для инвертора
Системы заземления TN-C, TN-S, TNC-S, TT, IT
Использование инвертора на даче
Для обеспечения бесперебойного электроснабжения дачи участник forumhouse.ru galexy456 прежде всего приобрел: инвертор на 8,8 кВт, генератор, кабель необходимого сечения (в зависимости от мощности).
Подключение
Затем в электрический щиток на даче galexy456 подвёл два кабеля сечением 6кв.мм. По одному кабелю электричество из сети идёт на инвертор, по другому от инвертора в сеть.
Использование
Вечером он заглушает генератор и до утра гарантированно освещение от инвертора. Когда вновь появляется в сети электричество, инвертор автоматически отключается и переходит на подзарядку аккумуляторов.
Во время всего периода эксплуатации инвертора отказов не было. galexy456 пробовал подключить к нему до 7кВт – инвертор выдержал.
По шумности инвертор напоминает хороший системный блок компьютера с кучей кулеров в режиме «заряд» или «генерация». galexy456 не советует ставить его в доме Хотя менее мощные модели на 1,5-3кВт меньше шумят, и их вполне можно спрятать в кладовке.
Для тех, у кого есть инвертор
galexy456 обнаружил что режим генерации «UPS-опим.форма» м меню МАП-а обеспечивает заметно лучший пуск всяких асинхронных устройств и нагрузок с большими пусковыми токами.
Как-то зимой у знакомого он заряжал МАП-ом 0,9кВт аккумулятор максимальным зарядным током, на который только он способен и во время зарядки выгорел мощный полевой транзистор. Транзистор он вскоре купил за 1.5$ и сам починил прибор.
Выбор инвертора (преобразователя напряжения)
Инвертором называют устройство, преобразующее постоянный ток в переменный, меняя при этом величину напряжения.
Инверторы, преобразующие 12 В или 24 В в 220 В, становятся все востребованнее – ведь сфер применения этим приборам много:
И это еще не все ситуации, когда инвертор облегчит вам жизнь.
Если вы уже задумались о покупке такого прибора, то следует разобраться – какие виды преобразователей напряжения бывают, и как подобрать оптимальный вариант под ваши нужды, не переплачивая лишних денег.
Первое, с чем нужно определиться – зачем вам нужен инвертор?
Самые простые, миниатюрные и маломощные инверторы, подключаемые в машинах к прикуривателю, организуют «обычную розетку» для подключения прибора небольшой мощности – зарядки телефона или ноутбука, подзарядки фонарика. При этом не нужно будет возить с собой ворох проводов, для питания каждого из устройств от прикуривателя. Вы просто будете подключать родной провод в организованную розетку.
Через автомобильный прикуриватель не стоит подключать инвертор с нагрузкой выше 150 Вт – можно вывести из строя всю электропроводку автомобиля и нарваться на дорогостоящий ремонт. Потребителей выше 150 Вт следует подключать только напрямую к аккумулятору, через клеммы.
К таким преобразователям можно подключить уже более мощные приборы. Для уменьшения потерь КПД и надежности, подключение мощных инверторов к клеммам аккумулятора следует проводить не «крокодильчиками», которыми иногда комплектуется прибор, а медными клеммами, под винт. Сечение и длину проводов подключения выбирайте исходя из расчета потерь тока, а не по нагреву.
Следующее, на что стоит обратить внимание – форма тока, которую выдает инвертор. Это важный момент, так как он определяет, какое оборудование вы сможете подключить к инвертору. Есть два вида:
Но это не значит, что инвертор с модифицированным синусом использовать не рекомендуется. Он не окажет негативного влияния на качество работы ламп освещения, нагревательных приборов, оборудования с импульсными блоками питания (ноутбуки, телефоны), большинство телевизоров, электроинструмент с коллекторными двигателями (лобзики, дрели). Однако для обеспечения работы электроинструмента от инвертора лучше докупить устройство плавного пуска – чтобы пусковые токи не выходили за пределы допустимого.
При выборе инвертора обязательно нужно продумать, что вы хотите к нему подключать, и уже после этого решать – готовы вы платить за устройство с чистым синусом, или оптимальной покупкой для вас будет менее дорогое устройство с модифицированной синусоидой.
Все преобразователи напряжения обладают двумя характеристиками по мощности –постоянная мощность и пиковая мощность прибора. Нужно различать эти два параметра.
Постоянная мощность говорит о том, с какой нагрузкой сможет справляться инвертор в длительном режиме работы. В зависимости от потребностей, можно подобрать устройство как невысокой мощности от 60 до 1000 Вт, так и серьёзный агрегат с мощностью от 1000 Вт и выше, позволяющий организовать мини-электростанцию на выезде.
Постоянную мощность необходимо выбирать таким образом, чтобы оставался запас, хотя бы 20 % – ни одно устройство не будет работать хорошо на пределе своих возможностей, поэтому не экономьте на этом моменте. Также не следует забывать о возможностях аккумулятора, ведь его емкость ограничена.
Пиковая мощность определяет предельную кратковременную нагрузку – от 150 до 10000 Вт. К примеру, пусковой ток холодильника, подключаемого к инвертору, как правило, в несколько раз выше номинальной мощности – это следует учитывать. Если вы не рассчитаете мощность инвертора для покрытия пускового тока, то прибор-потребитель не сможет начать работать.
Если инвертор будет работать от аккумулятора не снятого, а работающего от генератора машины, помните, что ток нагрузки инвертора не должен превышать выдаваемого тока генератора.
На деле подбор подходящей мощности не так уж и сложен, рассмотрим пример.
Подключаемая нагрузка: холодильник (15 Вт), зарядка ноутбука (80 Вт), зарядка телефона (60 Вт). Здесь, конечно, следует учесть пусковой ток холодильника, превышающий номинальный в 3-4 раза. Получится, что в момент включения холодильник потребит (в худшем случае) до 60 Вт. В итоге имеем, что для означенной нагрузки нам хватит инвертора в 300 Вт.
Конечно, не все инверторы работают с высоким КПД, при расчете мощности следует плюсовать к нагрузке еще возможные потери в кабеле, в зажимах и прочее – но вцелом видно, что для обеспечения минимально необходимых нужд сильно мощный инвертор не нужен. В большинстве случаев для комфортного туризма хватит прибора мощностью до 600 – 700 Вт, то есть с суммарным током нагрузки около 50 А, что гораздо меньше тока стандартного генератора на современных машинах.
Другой расклад получается, если вы захотите использовать инвертор для подключения электроинструмента – лобзиков, дрелей и др. Здесь уже целесообразно использование мощных инверторов – от 1 кВт и выше.
Преобразователи напряжения бывают различного уровня входного напряжения. Устройства до 2,5-3 кВт как правило работают от входного напряжения 12 В. Более мощные устройства, рассчитанные на выдачу нескольких киловатт, выпускаются на более высокие уровни напряжения – 24 и 48 В. Поэтому, выбирая инвертор, обратите внимание не только на мощность, но и на параметры входного напряжения:
Практически все инверторы оборудованы теми или иными видами защит, которые следят за параметрами работы, и помогают избежать критических ситуаций, действуя на отключение или звуковой сигнал:
Для подключения нагрузки у преобразователей напряжения могут быть предусмотрены различные выходы:
Устройство с необходимыми вам типами и количеством выходов выбирайте исходя из того, какое оборудование нужно подключить. Выходы постоянного тока с уровнем напряжения 12 – 28 В понадобятся для подключения специального автооборудования: магнитол, ТВ-приемников, подогрева сидений, автохолодильников). USB-порты пригодятся для подзарядки мобильных устройств. Выходы в виде розеток потребуются для «универсального» подключения электроприборов. При этом типы розеток могут быть различны:
Также встречаются преобразователи напряжения, не рассчитанные на подключение потребителя 220 В, и преобразующие 24 В в 12 В и 12 В в 24 В – у таких устройств розеток нет.
Инверторы выпускаются в корпусах из различных материалов:
С точки зрения пассивного охлаждения лучше всего инверторы в алюминиевом корпусе – он обеспечивает максимальный отвод тепла. Но для инверторов с активным охлаждением (вентилятором в корпусе), где проблема отвода тепла решена, лучшим вариантом будет корпус из стали – как более прочный. Комбинированные корпуса из алюминия+пластик или стали+пластик тоже хороший вариант, а вот корпус из одного пластика допустим только для маломощного прибора.
Устанавливать любой инвертор в машине необходимо так, чтобы обеспечивалось его охлаждение, то есть он не должен быть закрыт. Засунуть работающий инвертор в бардачок или в кейс – не лучший вариант.
В недорогом ценовом сегменте до 1400 рублей вы найдете инверторы небольшой мощности – до 200 Вт, с модифицированной синусоидой, рассчитанные на подключение к прикуривателю и питание мелких приборов.
В среднем ценовом сегменте от 1400 до 5000 рублей уже встретятся приборы помощнее – до 800 Вт, рассчитанные по большей части на подключение к аккумулятору, но все с той же модифицированной синусоидой.
В дорогом ценовом сегменте от 5000 и выше можно найти приборы как с чистым синусом, так и с модифицированным, но высокой мощности – до 5000 Вт.
Можно подвести итог: при выборе инвертора, не гонитесь за высокой мощностью прибора, т.к. все остальное оборудование может не вывезти такую нагрузку. Лучше обратите внимание на качество сборки, комплектующие и материалы. Стоить хороший качественный прибор даже средней мощности не будет дешево. Для некоторых видов оборудования подойдет инвертор только с чистым синусом на выходе. Не поленитесь рассчитать нагрузку перед подключением – и у вас не будет неприятных сюрпризов в последствии.
