Автономные системы электроснабжения частного дома
Продолжаем цикл статей на тему автономного электроснабжения для частного дома.
В предыдущих статьях мы уже рассматривали несколько видов автономных источников электроэнергии, а именно: ИБП-источники бесперебойного питания, где источником электричества являются аккумуляторные батареи, и вторым источником энергии являются генераторные установки на дизтопливе, бензине или газе.
Преимущества и недостатки каждого из устройств мы рассмотрели, насколько это возможно на словах, достаточно обширно, в этой же статье мы попробуем разобраться, как же совместить оба этих устройства, использовать по максимуму весь потенциал, как генераторной установки, так и источника бесперебойного питания.
Для более полной картины всего предстоящего мероприятия, хотелось бы отметить относительно высокую стоимость всего комплекта оборудования, который должен будет обеспечить электроэнергией ваш дом.
Итак, хорошая миниэлектростанция мощностью в 5-6 кВт, обойдется Вам примерно в 2-2.5 тысяч долларов. В этой ценовой категории вы можете приобрести, к примеру, генератор HONDA, оборудованный электростартером.
ИБП в комплекте c гелиевыми аккумуляторными батареями, рассчитанный на 3-4 кВт обойдется Вам примерно в сумму от 1.5 до 3 тысяч долларов. Почему такой разбег в цене, вы поймете чуть позже. Цены на ИБП могут колебаться как в большую, так и меньшую сторону. Все зависит от производителя, количества и емкости АКБ.
Проведя несложные арифметические подсчеты, мы получим сумму примерно в 4-5 тыс. долларов США. Плюс к этой сумме необходимо будет прибавить стоимость дополнительного оборудования и стоимость электромонтажных работ.
Но в данной статье мы не станем рассматривать что сколько стоит, цель данной статьи немного другая, а именно – рассмотреть целесообразность всего комплекса в целом, что и как лучше сделать, чтобы было и практично и недорого, в плане дальнейшей эксплуатации.
Далее, что нам еще потребуется…
Большинство миниэлектростанций не оборудованы системой автозапуска, то есть , устройством, которое будет контролировать процесс запуска и остановки генератора в момент отключения основного электричества. Для этих целей нам понадобиться АВР-автоматическое включение резервного питания.
Как работает АВР, его алгоритм работы в данной статье мы не станем рассматривать, это уже другая статья.
Совет №1.
Генераторные установки средней и малой мощности, а именно такие мы и используем в быту, не всегда выдают качественное напряжение, в плане частоты и синусоиды. Именно к этим параметрам очень чувствительны многие ИБП. ИБП воспринимают это как аварию на линии и уходят в защиту, то есть, отключаются или не видят входного напряжения.
Чтобы избежать дальнейших проблем в эксплуатации всего энергокомплекса, рекомендуем вам выбирать ИБП из онлайновой серии. Большинство онлайновых ИБП всеядны, то есть, они не так требовательны к входному напряжения, к частоте и синусоиде. На выходе у таких устройств всегда стабильное напряжение с чистой синусоидой, к которым так чувствительны многие современные электроприборы.
Совет №2.
Перед началом всех работ, вы должны четко знать, что именно вы хотите получить в конечном результате. Чтобы было понятнее о чем речь, давайте рассмотрим ситуацию с отключением электричества, как должно работать оборудование, и, исходя из этого, разработаем алгоритм работы всей системы в целом.
Итак, ситуация №1. Алгоритм работы оборудования примерно следующий:
1) Отключение основного электричества;
2) Нагрузка переходит на ИБП, на определенное время «N»;
3) Происходит запуск генераторной станции;
4) Нагрузка переключается на генератор, одновременно происходит заряд аккумуляторных батарей ИБП;
5) Появилось основное (городское) электричество, нагрузка переключается на город, генератор отключается.
В данном случае, у нас есть строго заданное время «N», за которое должен запуститься генератор и, соответственно, ИБП должен обеспечить электричеством потребителей строго заданное время «N».
Соответственно, зная мощность нагрузки и необходимое время работы от ИБП, несложно подсчитать емкость АКБ. Как это сделать, подробно описано в предыдущей статье.
В данной ситуации мы значительно сэкономим на стоимости АКБ, так как в данном случае можно обойтись аккумуляторными батареями небольшой емкости. Но проиграем в другом месте, а именно, в топливе, так как генератор будет запускаться независимо от того, нужен он в данный момент или нет.
Чтобы избежать ненужной работы генератора, рассмотрим другую ситуацию.
Ситуация №2. Алгоритм работы оборудования (ИБП+ генератор) будет примерно следующий:
1) Произошло отключение основного электричества;
2) Нагрузка переходит на ИБП на НЕОПРЕДЕЛЕННОЕ время «N». В данном случае время «N» будет зависеть от того, насколько сильно будет загружен ИБП в данный момент и соответственно, как долго будут держать АКБ.
3) Если основное ( городское) электричество не появилось а ИБП уже не способно поддерживать потребителей…
4) Происходит запуск генераторной установки;
5) Нагрузка переключается на генератор, одновременно происходит заряд батарей ИБП.
6) При появлении городского (основного) электричества, нагрузка переходит на сеть, происходит стоп генератора.
Как видно из примера, в данном случае запуск генератора не происходит до тех пор, пока ИБП или какое либо другое дополнительное устройство не подаст команду на запуск генератора.
Команду на запуск генератора может подать сам ИБП, благо, что во многих современных ИБП такая функция имеется, то есть, изначально производителем предусмотрена возможность совместной работы ИБП и генератора.
Если же в ИБП нет такой возможности, существует масса контроллеров напряжения по верхнему и нижнему пределам, которыми можно легко дополнить любой ИБП.
Такое схематическое решение (№2), намного выгоднее предыдущего, так как нет холостой работы генератора. Но, в данном случае, система обойдется на порядок дороже, так как для продолжительной работы ИБП потребуются аккумуляторы значительной емкости.
Но, в любом случае, какое бы вы не приняли решение, монтаж системы автономного электроснабжения, относительно сложная задача, выполнение которой лучше доверить профессионалам.
Сергей Серомашенко
