резервное энергоснабжение загородного дома
Резервное электроснабжение для дома
Представленные системы резервного электроснабжения – это готовые решения для обеспечения бесперебойным электропитанием приборов различного назначения. Принцип работы систем резервного электроснабжения заключается в накоплении электрической энергии в блоке аккумуляторных батарей, а при отключениях внешней электросети она преобразуется в привычные всем 220В. В одно мгновение, за сотые доли секунды происходит коммутация схем электроснабжения на работу от аккумуляторов, а на выходе инверторной системы происходит генерирование тока с идеальной формой синусоиды. Исходя из этого, даже самое высокоточное Hi-Fi, медицинское или котельное оборудование, подключенное к системе ИБП, продолжает работать в стационарном режиме, не реагируя на сбой внешней сети.
Применение систем работающих по принципу источников бесперебойного питания:
Для резервного электроснабжения дома или коттеджа;
Для бесперебойного электропитания серверного оборудования;
Как система аварийного электроснабжения в офисе;
В качестве ИБП для котла отопления;
Как часть системы автономного электроснабжения с использованием альтернативных источников энергии, например солнечных батарей.
Усовершенствование:
абсолютно каждую систему бесперебойного электроснабжения можно модернизировать, увеличив мощность инвертора и ёмкость аккумуляторов.
Преимущества установки систем бесперебойного электроснабжения:
Мгновенное срабатывание электроники и подача напряжения в сеть дома;
Выходной сигнал идеального состояния – 220В, 50 Гц с «Чистым синусом»;
Гарантированная работа системы без шума;
Возможность установки непосредственно в доме (не потребуется строить «будку», как в случае с генератором);
Не нуждается в обслуживании как минимум в течение 5 лет.
Для профессионального решения задачи связанной с установкой системы резервного электроснабжения, рекомендуем заказать выезд нашего специалиста на объект. Это поможет оценить возможность интеграции источника бесперебойного питания с электросетью Вашего дома или офиса!
Все системы резервного электроснабжения, представленные на нашем сайте – автоматические. Они не требуют ухода, полностью безопасны и работают практически бесшумно (не громче персонального компьютера). Инверторная резервная система аварийного электроснабжения – это источник света для Вас и Вашего дома!
Резервное питание дома на аккумуляторах
В этом посте мы покажем примеры реализации резервного питания дома по одной фазе из трех. Часто это наиболее оптимальное решение с точки зрения бюджета: мы собираем в одну группу всю самую ответственную нагрузку в доме: систему отопления и водоснабжения, частичное освещение, холодильники, охранную систему и видеонаблюдение, роутер, некоторые розеточные группы.
Подобная схема позволяет исключить мощную нагрузку (электродуховки, стиральные и сушильные машины, электрические бойлеры и теплые полы и т.п.), что в свою очередь позволяет заметно увеличить время автономной работы или сэкономить на количестве и емкости аккумуляторных батарей.
Пример 1: инвертор на резервную фазу
Основной ввод в дом нашего клиента был сделан бронированным кабелем с прокладкой в земле, затем через подпол кабель заходил в главный распределительный электрощит на первом этаже. Следуя пожеланиям минимизировать вмешательство в интерьер, мы приняли решение осуществить подключение напрямую через “врезку” в этот кабель и прокладку нашей силовой линии до инвертора через подпольное пространство.
В результате инвертор с аккумуляторами был установлен в бойлерной:
Инвертор Bineos 5KF и 4 АКБ по 200Ач
В состав системы у нас вошли:
Наш ИБП питает одну фазу в доме, на которую мы собрали всю самую ответственную нагрузку, включая напольный газовый котел De Dietrich. Расчетное время автономной работы на средней длительной нагрузке 800Вт составит более 9 часов. Отметим, что инвертор также защищает вашу технику от резких скачков напряжения и ЭМИ.
Цена проекта с монтажными работами и всеми материалами:
В случае, если место ограничено, можно установить узкий стеллаж и компактно разместить систему на нём:
Размещение на узком стеллаже
Тут дополнительно обращу внимание на GSM-модуль Эктоконтрол, который у нас выполняет роль оповещения об отключениях электричества до инвертора, а также сообщит о том, что аккумуляторы сели. По-мимо этого, мы установили беспроводной температурный датчик, что позволило нам реализовать управление газовым котлом про определенной программе:
GSM-модуль для оповещения об отключениях электричества и управления системой отопления
Пример 2: инвертор и стабилизатор напряжения на основную резервную фазу
В проекте электрики загородного дома нашего заказчика была предусмотрена группа потребителей, которая должна иметь гарантированное и качественное электропитание. Для монтажа оборудования по нашему ТЗ уже была проложена силовая линия. Выбор был сделан в пользу комбинированной системы резервного электропитания: инвертор+стабилизатор напряжения:
Инвертор МАП Энергия PRO 6.0/48 и стабилизатор напряжения
Самый важный электропотребитель в нашем проекте – напольный газовый котел Buderus Logano.
Экран нашего инвертора отображает нагрузку – 400Вт, а при такой мощности наш батарейный банк совокупной емкостью 800Ач обеспечит время автономной работы более 21 часа.
Инвертор МАП Энергия PRO 6.0/48
Стоимость решения с установкой:
Часто, распределительный электрощит находится в прихожей, в этом случае инвертор с аккумуляторами можно расположить прям внутри встроенного шкафа:
Пример 3: ИБП on-line типа
Клиент обратился с проблемой: в загородном коттедже постоянно моргают лампы освещения и периодически полностью пропадает напряжение. Условно причины подобного некачественного электропитания можно разделить на два вида – внешние и внутренние. К внешним можно отнести:
В результате диагностического выезда, наш инженер сделал заключение о внешнем характере проблем с напряжением и в этом случае самое оптимальное решение – ИБП двойного преобразования (on-line типа) с внешними аккумуляторными батареями. На вводе у нашего заказчика стоит автомат ABB S203 C40 мощностью 40А, в связи с этим мы подобрали мощность бесперебойника для фазы с гарантированным питанием – 10кВА (9кВт).
On-line ИБП на 10кВа
Наш батарейный банк запасает приблизительно 16кВт/ч, т.е. при постоянной длительной средней нагрузке в 1кВт время автономной работы составит более 16 часов. Экран источника отображает значения входного и выходного напряжения, мощность нагрузки в ВА и Вт, напряжение на шине постоянного тока, режим работы. Для удобства восприятия на экране в виде шкалы отображаются уровень текущей нагрузки и степень заряда АКБ:
Цена проекта для частного дома с монтажными работами:
Ещё один пример установки ИБП для дома на одну фазу on-line типа:
При плохой питающей сети лучше установить ИБП on-line типа с очень качественной стабилизацией напряжения
Как сделать резервную электрическую систему на даче и не бояться отключения света
Типы резервного питания
Когда вы планируете электроснабжение своего загородного дома, у вас есть два варианта: сделать свою полностью автономную систему или подключиться к основной электросети, которую используют все дома в округе, а на случай перебоев оборудовать резервный источник электричества. Последняя обеспечит работу обогревателей, котла, насоса, холодильника — всего, что вы к ней подключите. Но она не используется неделями и месяцами, это временное решение.
В зависимости от того, на какое время основная электросистема отключается, нужно подобрать, из чего будет состоять ваша резервная схема. Двигателя внутреннего сгорания с автоматическим запуском хватит примерно на 10 часов в месяц. Заряжаемый генератор, дополненный аккумуляторами и инвертором, подойдет, если света может не быть несколько дней подряд.
Необходимое оборудование
Двигатели и генераторы могут работать от бензина, природного или сжиженного газа и дизельного топлива. В последнее время возрастает популярность солнечных батарей, но в частных домах в России эта технология до сих пор применяется очень редко, поэтому стоимость такого оборудования довольно высока.
Газовые генераторы обходятся дешевле в использовании, рассчитаны на долгую работу и меньше вредят экологии. Бензиновые генераторы компактнее, но работают не так долго, как газовые. Кроме того, к ним потребуется система охлаждения на воздухе или воде. Дизельный генератор достаточно шумный, но может быть очень мощным и рассчитанным на несколько дней бесперебойной работы.
Еще один важный момент, который нужно учесть при покупке оборудования — тип выходного напряжения. Постарайтесь приобрести оборудование с синусоидальным (переменным) напряжением, оно защитит вашу технику от перегорания из-за перепадов и скачков электричества.
Подключение
Чаще всего производители предлагают своих специалистов для установки системы, потому что новичку непросто разобраться в электронике и хочется избежать ошибок. Электрик установит генератор в подвале дома или в подсобном помещении, проведет кабели в щиток. Электричество идет как от резервной системы в дом, так и из основной системы в резервную, чтобы, например, зарядить аккумуляторы. При этом будет установлен автоматический переключатель. То есть, когда основная система отключится, резервная заработает сама без вашего вмешательства. Поэтому, даже если вы не дома, основная техника вроде холодильника, насоса или обогревателя будет работать.
Иногда источником питания может выступать автомобиль. Инвертор подключают к клеммам прогретого и выключенного двигателя, после этого снова заводят машину, подсоединяют нагрузку к инвертору и снова ее отключают. После этого автомобиль начинает заряжать аккумуляторы.
Принцип работы
Резервная система, состоящая из аккумуляторов и генератора, работает в два этапа. Когда у вас отключилось электричество, техника начинает получать энергию от аккумуляторов. После того как они разрядились наполовину и больше, вы включаете генератор.
Когда основная система снова заработает, запасная отключится, и начнется подзарядка аккумуляторов.
Резервное питания для загородного дома (дачи)
Рассмотрим вопрос того, как обеспечить себе бесперебойное электроснабжение при периодическом отключении городской линии питания для загородного дома, будь то большой коттедж или просто дача. Для квартир, кстати, тоже может быть актуально.
Пусть ситуация такова, что городское питание есть, но оно может отключаться как кратковременно (до часа), так и на весь день. А поскольку хочется, чтобы работали телевизор, холодильник, освещение и розетки, то надо озаботиться резервным питанием.
Я уже писал несколько статей про целесообразность солнечных батарей, и мы пришли к выводу о том, что солнечные батареи имеют смысл только если основного питания нет и не предвидится, а потребность в электричестве у нас очень маленькая (лампочка и розетка для ноутбука). Либо система солнечной электростанции будет достаточно дорогой (от миллиона рублей).
Для нашей задачи «питание есть, но отключается», солнечные батареи дадут немного энергии в летний период, но их установка никак не оправдывает себя по сравнению с системой «инвертор + аккумуляторы».
Итак, что представляет собой необходимая нам система.
В центре системы стоит инвертор. Инвертор — это устройство, которое выполняет три функции:
Собственно, в инверторе есть блок питания, который делает из 230В 12 либо 24 либо 48 вольт постоянного тока для заряда аккумуляторов. Также там есть схема, которая из постоянного напряжения аккумуляторов делает 230В переменного тока, отсюда и название «инвертор» — он меняет направление тока 50 раз в секунду для генерации переменного.
Есть инверторы дешёвые, которые выдают на выходе модифицированный синус. То есть, синусоида получается ступенчатой, как на картинке.
Дешёвый инвертор — это, например, инвертор автомобильный, который вставляется в прикуриватель и из 12В делает 230В для работы ноутбука. Или более крупные и мощные инверторы, но недостаточно дорогие. Такой сигнал плох для техники, имеющей преобразователи питания, так как эти преобразователи от такого сигнала сильно греются (не буду сейчас объяснять почему, это не относится к теме) и их срок службы сокращается. Хорошие инверторы выдают сигнал «чистый синус», качество которого регламентируется ГОСТом, как правило, качество чистого синуса из инвертора даже выше качества сигнала городской линии.
Так вот, инвертор при наличии города заряжает аккумуляторы, а при пропадании города их разряжает. Причём хороший инвертор переключается почти мгновенно, даже компьютер перезагрузиться не успеет.
Я считаю, что лучшие из российских инверторов — МАП Энергия, они производятся в Москве.
К инвертору подключаются город, дом и аккумуляторы.
Инверторы есть на 12, 24 и 48 вольт — это поддерживаемое ими напряжения массива аккумуляторов. Аккумуляторы резервного питания обычно 12-вольтовые, соответственно, чтобы получить 48 вольт, нам надо взять 4 аккумуляторы, 24 вольта — 2 аккумулятора. Я чуть позже напишу, как считать количество аккумуляторов, но сейчас важно знать, что если аккумулятора нам по расчётам надо 4, то лучше брать 48-вольтовый инвертор. Больше напряжение — меньше ток в проводах, значит, меньше потери напряжения и нагрев проводов.
Если нам нужно резервировать 3-фазную сеть питания дома, то нужны три инвертора. Можно использовать один массив аккумуляторов. Инверторы МАП Энергия умеют работать с 3-фазной сетью, их надо соединить между собой кабелем, чтобы они синхронизировались.
Помимо основных перечисленных выше функций хороший инвертор делает следующие полезные вещи:
Для последнего пункта — автозапуска генератора — требуется, чтобы генератор мог запускаться по сигналу типа «сухой контакт». На инверторе есть реле, которое включается и выключается при необходимости запустить или заглушить генератор.
По сравнению с системой резервного питания «просто генератор» система «инвертор + аккумуляторы» имеет такие преимущества:
Важно оговориться, что если нам нужно много электричества (например, электронагреватели или мощные холодильники), то аккумуляторы нас не спасут, тут генератор нужен. Аккумуляторы — это для резерва на время кратковременных отключений.
Считаем количество аккумуляторов
Ёмкость аккумуляторов считается в ампер-часах. Автомобильный аккумулятор — это, как правило, 52 или 60 АЧ. Аккумулятор маленькой машины типа Daewoo Matiz — 40АЧ. Кстати, для резервного питания можно использовать автомобильные аккумуляторы, но у них срок службы 4-5 лет и их нельзя ставить в помещение — выделяют. Специальные аккумуляторы для систем резервного питания служат 10-12 лет, полностью герметичны и не требуют обслуживания.
Аккумуляторы резервного питания имеют ёмкость до 250АЧ. Самые распространённые — 200АЧ. Вес такого аккумулятора около 65 кг.
Напряжение аккумулятора 12 вольт. Разряжается он не в ноль, а, скажем, до 10% ёмкости. Получается, что в аккумуляторе запасено 2160 Вт-часов электроэнергии. КПД хорошего инвертора МАП Энергия 96%, значит, фактически 200АЧ аккумулятор даст нам 2073 Вт-часов электроэнергии. Это означает, что холодильник со средним потреблением 100Вт-часов проработает 20 с небольшим часов от одного такого аккумулятора. Если среднее потребление дома посчитать как холодильник (небольшой и современный) + несколько светодиодных лампочек + небольшой телевизор + розетка для ноутбука, то получаем примерно 3 часа работы. Ставим 4 аккумулятора — получаем 12 часов автономной работы.
Если использовать какой-то мощный прибор, например, чайник на 1600Вт, который кипятит воду за 5 минут, то он израсходует 133 Вт-часов электроэнергии из аккумуляторов. Вот такой расчёт. Нужно сориентироваться, сколько ватт-часов электроэнергии нам необходимо для резерва, понять, в скольких аккумуляторах они содержатся, подобрать инвертор на соответствующее напряжение и максимальную мощность дома.
Общий бюджет системы складывается из:
Если в какой-то момент поймёте, что аккумуляторов не хватает, можно поставить ещё столько же параллельно. Можно добавить в систему солнечные батареи, подключив их через контроллер к аккумуляторам. Можно добавить генератор, который будет запускаться по сигналу от инвертора.
Можно при помощи инвертора и батарей зарезервировать не весь дом, а какую-то ветку электроснабжения: слаботочный шкаф, аварийное освещение, газовый котёл, насосы и так далее.
225,000 просмотров всего, 26 просмотров сегодня
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 в качестве источника энергии
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 40 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?
Это его обычные эксплуатационные характеристики. Теперь рассмотрим другой вариант решения той же задачи. А сравниваемым параметром будет стоимость одного кВт*ч.
Вот наглядный пример неэкономичности жидкостных генераторов по сравнению с внешней сетью (220 В 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.
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).
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
Участок земли со строящимся домом и электрическая бетономешалка. Для выработки раствора в 3 тонны стандартная бетономешалка объемом 130 литров проработает около 1 часа. Мощность такой бетономешалки 600-700 Вт.
Собственно, за 1 час работы такая бетономешалка потребит всего 700 Вт*ч, и для её работы вместо бензогенератора гораздо удобнее использовать аккумуляторные батареи.
Даже стандартная автомобильная стартерная батарея емкостью 55 А*ч обеспечит 30 мин работы такой бетономешалки, а AGM аккумулятор ёмкостью 230 А*ч обеспечит 3 часа непрерывной работы.
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 15 раз.
То есть через 5 месяцев ежечасное пользование «болгаркой» от АКБ будет обходиться в 15 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 бензогенераторов 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 всё также в 15 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
Частный дом отапливается современным газовым котлом. В целях обеспечения гарантированного отопления в зимний период хозяин на случай внезапных отключений внешней сети планирует установку бензинового генератора с системой автозапуска.
При этом самостоятельно создавая себе дополнительные проблемы: с установкой генератора (требование техники безопасности), отводом выхлопных газов, шумоизоляцией, наладкой системы автозапуска.
Гораздо проще, дешевле, грамотнее и эффективнее для питания данного котла (насоса) использовать АКБ. Но пока хозяин коттеджа не увидел, что есть лучшее решение (сколько АКБ занимает места, как подключается, как стабильно работает и насколько оно безопасно), он остаётся заложником ложного убеждения о необходимости установки именно генератора.
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 (220 В), 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.