Backup-Stromversorgungssystem für zu Hause - Funktionen des Geräts und Betrieb

Der technologische Fortschritt steht nicht still. Bewohner mehrstöckiger Gebäude in Megacities beginnen, Fälle von anhaltenden Stromausfällen und die damit verbundenen Probleme zu vergessen. Für den Rest der Bevölkerung ist dieses Problem jedoch noch nicht vollständig gelöst.

Probleme mit der Notstromversorgung für Eigentümer eines freistehenden Privathauses oder Cottages sind weiterhin relevant. Unser Staat ist noch nicht in der Lage, qualitativ hochwertigen Strom vollständig bereitzustellen.

Wie ist das Notstromsystem für zu Hause

Die Zusammensetzung des klassischen Komplexes technischer Sicherungsgeräte

Verwenden Sie: Um den normalen Betrieb elektrischer Haushaltsgeräte bei Verlust externer elektrischer Energie sicherzustellen:

• ein Satz Batterien, die eine Gesamtspannung von 12, 24, 36 oder 48 Volt erzeugen;

• Ein Wechselrichter, der den Gleichstrom der Batterie in alternierende 220 V umwandelt.

Moderne Systeme befassen sich nicht nur mit Redundanz, deren Funktion in der jüngeren Vergangenheit häufig durch manuelles Umschalten des Bedieners ausgeführt wurde, sondern sie bieten eine unterbrechungsfreie Stromversorgung im automatischen Modus ohne menschliches Eingreifen.

Unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV)Der Betrieb unter dem Sicherungsschema „Offline, Standby“ unter normalen Lastbedingungen führt zwei Funktionen aus:

1. den Zustand des primären Stromnetzes durch Filtern von Spannungsspitzen und elektromagnetischen Störungen überwachen;

2. Laden Sie den Akku auf, um die Nennkapazität beizubehalten.

Wenn die Parameter des externen Versorgungsnetzes über kritische Werte hinausgehen oder die Stromversorgung vollständig ausgeschaltet ist, schließt die USV-Automatisierung die Last des Wechselrichters wieder an, der den Gleichstrom aus den Batterien entnimmt.

Ein steuerungsbasiertes Automatisierungssystem wird häufig in das Design eines modernen Wechselrichters integriert. Das obige Bild zeigt die bedingte Aufteilung der Stromverbraucher in zwei Gruppen mit asynchronen Elektromotoren und elektronischen Stromversorgungen. Normalerweise werden sie an der Stelle in der Wohnung angeschlossen.

Diese Backup-Quellschaltung wird normalerweise als aktiv bezeichnet, da sie die Netzwerkparameter ständig überwacht und die autonome Stromversorgung mit der Last verbindet, nachdem festgestellt wurde, dass eine Fehlfunktion in der Stromversorgungsschaltung aufgetreten ist. Bei dieser Methode erfordert die Automatisierung mindestens eine kleine, aber bestimmte Zeit, um die Situation zu analysieren und das Umschalten durchzuführen. In diesen Momenten bildet sich eine kurze Totzeitpause.

Das obligatorische Vorhandensein dieses Systems ist der Hauptnachteil dieses Systems, hat jedoch in der Praxis keine besonderen Auswirkungen auf den Betrieb von Haushaltsgeräten. Schließlich arbeiten rotierende Elektromotoren weiterhin durch Trägheit und haben keine Zeit zum Stoppen, und die elektronischen Schaltkreise von Computergeräten auf Mikroprozessorbasis werden mit genau denselben Algorithmen an die Notstromversorgung der USV angeschlossen.

So reduzieren Sie die Belastung von Wechselrichter und Batterie

Beim Schalten können Sie die im Stromkreis auftretenden Energieverluste reduzieren und die Batterielebensdauer auf verschiedene Weise verlängern.

Lampen anzünden

Die Organisation des Notstromsystems und seine Kosten hängen eng mit dem Stromverbrauch des Netzwerks zusammen. Daher sollte dem Thema Stromeinsparung und dem Übergang zu energiesparenden Technologien besondere Aufmerksamkeit gewidmet werden.

Um die Belastung des Wechselrichters und gleichzeitig die Größe der Beleuchtungsladung zu verringern, können Sie herkömmliche Glühlampen einfach durch Leuchtstofflampen, Halogenlampen und Glühlampen ersetzen. Energiespar- (Kompaktleuchtstofflampen) oder LED-Leuchten.

Sie können die elektrischen Lichtquellen auch in zwei Gruppen einteilen:

1. dauerhafte Verwendung;

2. diensthabende lokale Beleuchtung.

Wenn Sie vom Wechselrichter auf Arbeit umschalten, können nur begrenzte Quellen verwendet werden, und der Rest sollte ausschließlich nach Bedarf angeschlossen werden.

Vereinfachung von Algorithmen für Haushaltsgeräte

Fast alle elektronischen Geräte (Fernseher, Computer, Telefone und andere Geräte) verfügen über Netzteile, die 12 Volt Gleichspannung aus einem variablen Netzwerk 220 erzeugen. Sie können wie ein Laptop eingebaut oder fernbedient werden.

Wenn solche Empfänger elektrischer Energie vom Wechselrichter und nicht von einem externen Netzwerk gespeist werden, tritt bei einem herkömmlichen Verbindungsschema eine doppelte Energieumwandlung auf:

• Erstens nimmt der Wechselrichter eine Spannung von 12 Volt von Heliumbatterien und wandelt sie in ≈220 um, die wie in unserem Fall dem Laptop zugeführt wird.

• dann wird das Netzteil dieser Geräte ≈ 220 V bei ± 12 V wieder gleichgerichtet.

Es ist durchaus logisch, solche Prozesse von den Algorithmen auszuschließen und beim Umschalten auf Notstrom eine Schaltung zu verwenden, wenn die Wechselrichtersteuerung alle elektronischen Komponenten des Computers direkt mit 12 Volt Batteriespannung versorgt, ohne bei ihrer doppelten Umwandlung Energie zu verschwenden. Dies kann erreicht werden, indem eine Schaltung paralleler Steckdosen zum Anschließen von Heliumbatterien an solche Vorrichtungen erzeugt wird.

Das obige Beispiel mit einem Laptop soll jedoch nur das Prinzip der Erstellung eines Backup-Stromversorgungsschemas demonstrieren, obwohl der mobile Computer selbst über einen eingebauten Akku verfügt, der die Funktionen einer USV ausführt.

Wenn die externe Stromversorgung in einem ähnlichen Stromkreis unterbrochen wird, wird die Belastung des Wechselrichters und der Batterie insgesamt verringert.

Energiereservierung von Sonne, Wind, Wasser, Verbrennungsmotor

Bei richtig gewählter Schaltung können Heliumbatterien lange Zeit Strom sparen, aber ihre Kapazität ist nicht unendlich. Die Zeit wird kommen, in der sie aufgeladen werden müssen.

Hierzu wird üblicherweise die Energie anderer Stromquellen verwendet:

• Solarbatterie;

• elektromagnetisches Feld eines Arbeitsgenerators.

Die Nutzung von Sonnenenergie

Designs von Solarzellen werden ständig verbessert, sind beliebt. Sie finden sich zunehmend nicht nur in den Reservierungssystemen der Haushaltsverbraucher, sondern auch als Hauptstromquelle.

Bei der Verwendung von Solarmodulen ist es wichtig, den Algorithmus für den Reglerbetrieb so anzupassen, dass Solarenergie nicht nur die Kapazität von Heliumbatterien unterstützt, sondern auch direkt mit einer elektronischen Schaltung zu den Stromversorgungen der Verbraucher fließt und diese mit elektrischem Strom versorgt.

Lesen Sie hier mehr über die Verwendung von Sonnenkollektoren im Notstromversorgungssystem: Solarkraftwerke für zu Hause

Generatorsätze verwenden

Für den Hausgebrauch rotierende Wechselstrommaschinen. Sie haben Generatoren entsprechend dem Verhältnis der rotierenden elektromagnetischen Felder von Rotor und Stator:

1. synchron;

2. asynchron.

Die ersten Konstruktionen sind komplexer, sie nehmen induktive Lasten, die durch rotierende Elektromotoren erzeugt werden, gut wahr, sind jedoch teurer.

Asynchrongeneratoren sind hauptsächlich für die Versorgung von Lampen in Beleuchtungskreisen, thermisch-elektrischen Heizgeräten (TEN) und ähnlichen Geräten mit aktiven Lasten ausgelegt. Um reaktive Verbraucher mit ihnen zu versorgen, ist es notwendig, einen signifikanten Spielraum für die Generatorleistung bereitzustellen, da sie die asymmetrischen Komponenten von Transienten, die beim Starten von Elektromotoren im Stromkreis auftreten, schlecht tolerieren.

Um die Drehung des Generatorrotors zu fördern und aufrechtzuerhalten, muss ein Drehmoment auf ihn ausgeübt werden. Seine Quelle kann Energie sein:

• Wind;

• Wasserströmungen;

• Verbrennungsmotor.

Windenergie für zu Hause

Es gehört zur umweltfreundlichen Technologie zur Stromerzeugung.Ein Notstromsystem für zu Hause, das auf der Erfassung von Windenergie basiert, ist jedoch möglicherweise nicht immer effektiv. Volumen und Geschwindigkeiten von Luftmassen, die sich in der Atmosphäre unter verschiedenen klimatischen Bedingungen bewegen, unterscheiden sich erheblich.

In den meisten Teilen Russlands sind die Winde aus vielen Gründen, einschließlich der Jahreszeit und der Wetterbedingungen, nicht dauerhaft. Sie werden vom Wetterdienst überwacht und gesammelt. Anhand ihrer Messungen können Sie den Wirkungsgrad der Verwendung von Windkraftanlagen zur Erzeugung und Übertragung von Drehmoment an einen Generator nur annähernd bewerten.

Die vom Windgenerator erzeugte Leistung wird auch beeinflusst von:

• Windturbinendesign;

• die Wahl des Ortes und der Höhe des Laufrads;

• korrekte Installation;

• angewandte Schaltung und viele andere Faktoren.

Lesen Sie hier mehr über die Nutzung von Windkraft: Windgeneratoren in Russland - Auswahl, Installation und Vermeidung von Enttäuschungen 

Die Energie des fließenden Wassers nutzen

Die Nutzung von Wasserkraft im Haushalt kann das Leben des Hausbesitzers erheblich erleichtern. Aber Flüsse und Bäche fließen nicht immer in der Nähe unserer Häuser ...

Außerdem gefrieren unsere Teiche normalerweise im Winter, bedeckt mit einer Schicht dicken Eises. Dies erschwert die Stromversorgung erheblich, schließt jedoch deren Verwendung nicht vollständig aus.

Moderne Techniken zur Installation von Wasserturbinen unterhalb der Eisbildungstiefe ermöglichen es, das ganze Jahr über Energie aus fließenden Wasserströmen zu gewinnen.

Für die Probenahme der Leistung des Hydraulikflusses zu Hause sind einfache dammlose Wasserkraftwerke am besten geeignet. Sie können durchgeführt werden basierend auf:

• Wasserrad;

• Propeller;

• Rotor Daria;

• Girlanden-Wasserkraftwerk.

Die Nutzung der Wärmeenergie von Kraftstoff in einem Verbrennungsmotor

Moderne ICE für Heimgeneratoren arbeiten an:

• Benzin;

• Dieselkraftstoff;

• Erdgas oder Flüssiggas.

Gasgeneratoren in der Regel für die Erzeugung von Strom mit relativ geringer Kapazität für mehrere Stunden ausgelegt. Sie werden mit einem Wasser- oder sogar Luftkühlsystem erzeugt, das mit Asynchrongeneratoren ausgestattet ist.

Benzinmotoren nehmen nicht viel Platz ein, sind kompakt und bequem zu transportieren. Sie werden oft verwendet, um Hütten anzutreiben und kurze Bauarbeiten durchzuführen, bei denen es kein stationäres Stromnetz gibt.

Für die langfristige Stromversorgung leistungsfähiger Verbraucher unter extremen Betriebsbedingungen sind sie jedoch nicht geeignet.

Dieselgeneratoren für den häuslichen Gebrauch werden leistungsfähiger geschaffen. Je nach Ausführung des Motorkühlsystems können sie für den Dauerbetrieb ausgelegt werden.

Hersteller produzieren sie mit Synchron- oder Asynchrongeneratoren, Versorgungssteuerungssystemen und Automatisierung unterschiedlicher Komplexität. Beliebt sind die Designs modularer Containergeräte von DES.

Das Vorhandensein der ABP-Funktion erweitert die Fähigkeiten von Dieselkraftwerken in Notstromsystemen für den privaten Gebrauch.

Sie geben jedoch wie Benzinmotoren giftige Verbrennungsprodukte an die Atmosphäre ab, verursachen viel Lärm und Vibrationen. Dies erfordert die Einführung spezieller technischer Maßnahmen zur Reduzierung dieser schädlichen Faktoren.

Gaskraftwerke mit Erdgas oder Flüssiggas betrieben werden. Sie sind an ein stationäres Gasnetz oder an Flüssiggasspeicher angeschlossen. Die Betriebskosten sind aufgrund des niedrigeren Benzinpreises niedriger als bei Benzin- und Dieselstationen.

Sie können asynchrone oder synchrone Generatoren, Automatisierungssysteme unterschiedlicher Komplexität, umfassen. Meistens werden sie in einer Containerversion für einen langen, unterbrechungsfreien Betrieb im automatischen Modus mit der Möglichkeit der Fernsteuerung und -überwachung hergestellt.

Darüber hinaus sind die Emissionen von Verbrennungsprodukten aus diesen Motoren in die Atmosphäre durch einen geringen Gehalt an Schadstoffen gekennzeichnet.

Eine große Auswahl an Stromquellen mit unterschiedlichen Kapazitäten und Ausführungen unter Verwendung von Energieträgern, die für einen bestimmten Bereich verfügbar sind, ermöglicht es dem Eigentümer des Hauses, das für seine Bedürfnisse am besten geeignete Notstromsystem auszuwählen.

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