Sistem de alimentare cu rezervă pentru casa - caracteristici ale dispozitivului și funcționare

Progresul tehnologic nu stă nemișcat. Locuitorii clădirilor cu mai multe etaje din megacități încep să uite de cazuri de opriri prelungite și de toate problemele asociate acestora. Cu toate acestea, pentru restul populației această problemă nu a fost încă rezolvată complet.

Problemele privind puterea de rezervă pentru proprietarii unei case private sau cabane sunt încă relevante. Statul nostru nu este încă în măsură să furnizeze electricitate de înaltă calitate.

Cum este sistemul de alimentare de rezervă pentru casă

Compoziția complexului clasic al dispozitivelor de rezervă tehnice

Pentru a asigura funcționarea normală a aparatelor electrice de uz casnic în cazul pierderii de energie electrică externă, utilizați:

• un set de baterii care creează o tensiune totală de 12, 24, 36 sau 48 de volți;

• un invertor care transformă curentul direct al bateriei în 220V alternativ.

Sistemele moderne nu se ocupă doar de redundanță, a căror funcție a fost îndeplinită destul de des prin comutarea manuală a operatorului, dar oferă o alimentare neîntreruptă în regim automat, fără intervenție umană.

Surse de alimentare neîntrerupte (UPS)care funcționează în cadrul schemei de rezervă „Off-Line, Standby” în condiții normale de încărcare îndeplinește 2 funcții:

1. monitorizează starea rețelei electrice primare prin filtrarea supra-tensiunilor și a interferențelor electromagnetice în ea;

2. încărcați bateria pentru a-și menține capacitatea nominală.

Atunci când parametrii rețelei de alimentare externe depășesc valorile critice sau când puterea este complet oprită, automatizarea UPS reconectează sarcina pe invertor, care ia curentul direct de la baterii.

Un sistem de automatizare bazat pe controler este adesea integrat în proiectarea unui invertor modern. Imaginea de mai sus arată diviziunea condiționată a consumatorilor de energie electrică în două grupuri cu motoare electrice asincrone și surse de alimentare electronice. De obicei, sunt conectate la locația din apartament.

Acest circuit sursă de rezervă este de obicei numit activ, deoarece monitorizează constant parametrii rețelei, conectând sursa de alimentare autonomă la sarcină, după ce stabilește că a apărut o defecțiune în circuitul de alimentare. Prin această metodă, automatizarea necesită cel puțin un timp mic, dar destul de definit pentru a analiza situația și a efectua comutarea. În aceste momente, se formează o scurtă pauză de timp mort.

Prezența sa obligatorie este principalul dezavantaj al acestui sistem, dar practic nu are un efect special asupra funcționării electrocasnicelor. La urma urmei, motoarele electrice rotative continuă să funcționeze prin inerție, neavând timp să se oprească, iar circuitele electronice ale dispozitivelor computerizate bazate pe microprocesor sunt conectate la sursa de alimentare a UPS-ului folosind exact aceiași algoritmi.

Cum se reduce sarcina pe invertor și baterie

La comutare, puteți reduce pierderea de energie care are loc în circuit și extindeți durata de viață a bateriei în mai multe moduri.

Becuri de iluminat

Organizarea sistemului de energie de rezervă și costul acestuia sunt strâns legate de consumul de energie al rețelei. Prin urmare, problema economisirii energiei electrice și trecerea la tehnologiile de economisire a energiei ar trebui să acorde o atenție specială.

Pentru a reduce sarcina pe invertor și, în același timp, dimensiunea încărcării de iluminat, puteți înlocui pur și simplu lămpile incandescente obișnuite cu halogen fluorescent, fluent, economii de energie (fluorescente compacte) sau lumini LED.

De asemenea, puteți împărți sursele de lumină electrică în două grupuri:

1. utilizare permanentă;

2. de iluminat local.

La trecerea la funcționarea de la invertor, aceasta va permite utilizarea unor surse limitate și toate celelalte trebuie conectate exclusiv după cum este necesar.

Simplificarea algoritmilor pentru electrocasnice

Aproape toate dispozitivele electronice (televizoare, computere, telefoane și alte dispozitive) au surse de alimentare care creează 12 volți de tensiune directă dintr-o rețea variabilă 220. Pot fi realizate cu modele încorporate sau la distanță, precum un laptop.

Atunci când astfel de receptoare de energie electrică sunt alimentate de la invertor și nu dintr-o rețea externă, atunci cu o schemă de conexiune convențională, are loc o dublă conversie a energiei:

• în primul rând, invertorul preia o tensiune de 12 volți de la bateriile cu heliu și îl transformă în ≈220, care este alimentat laptopului, ca în cazul nostru;

• apoi unitatea de alimentare a acestor dispozitive ≈ 220 V se rectifică din nou la ± 12 V.

Este destul de logic să excludem astfel de procese din algoritmi și, atunci când treceți la puterea de rezervă, folosiți un circuit când regulatorul invertorului furnizează direct tensiunea bateriei de 12 volți tuturor componentelor electronice ale computerului, fără a irosi energie la dubla conversie. Acest lucru se poate realiza prin crearea unui circuit de prize paralele pentru conectarea bateriilor cu heliu la astfel de dispozitive.

Cu toate acestea, exemplul de mai sus cu un laptop este prezentat doar pentru a demonstra principiul construirii unei scheme de alimentare de rezervă, deși calculatorul mobil în sine are o baterie încorporată care îndeplinește funcțiile unui UPS.

Atunci când alimentarea externă este deconectată într-un circuit similar, sarcina pe invertor și bateria în general este redusă.

Rezervarea energiei soarelui, vântului, apei, motorului cu ardere internă

Cu un circuit selectat corect, bateriile cu heliu își pot rezerva energia mult timp, dar capacitatea lor nu este infinită. Va veni vremea când vor necesita reîncărcare.

Pentru aceasta, energia de alte surse curente este de obicei folosită:

• baterie solara;

• câmpul electromagnetic al unui generator de lucru.

Utilizarea energiei solare

Modelele de celule solare sunt îmbunătățite în mod constant, sunt populare. Ele pot fi găsite din ce în ce mai mult nu numai în sistemele de rezervare ale consumatorilor casnici, ci și ca principalele surse de electricitate.

Atunci când utilizați panouri solare, este important să ajustați algoritmul de funcționare al regulatorului, astfel încât energia solară să nu fie doar suportă capacitatea bateriilor cu heliu, ci să curgă direct către sursele de alimentare ale consumatorului cu un circuit electronic, alimentându-le cu curent electric.

Citiți mai multe despre utilizarea panourilor solare în sistemul de alimentare cu energie de rezervă aici: Centrale solare pentru locuință

Utilizarea seturilor generatoare

Pentru uz casnic, mașini cu curent rotativ. Au generatoare în funcție de raportul câmpurilor electromagnetice rotative ale rotorului și statorului:

1. sincron;

2. asincron.

Primele proiecte sunt mai complexe, percep bine sarcinile inductive create prin motoare electrice rotative, dar mai scumpe.

Generatoarele asincrone sunt concepute în principal pentru a furniza sarcini active de la lămpile incandescente din circuitele de iluminare, încălzitoarele electrice termice (TEN) și dispozitive similare. Pentru a le furniza consumatorilor reactivi, este necesar să se asigure o marjă semnificativă de putere a generatorului, deoarece tolerează slab componentele asimetrice ale tranzitorilor care apar în circuit la pornirea motoarelor electrice.

Pentru a promova și menține rotirea rotorului generatorului, este necesar să îi aplicați un cuplu. Sursa sa poate fi energie:

• vânt;

• curenți de apă;

• motor cu combustie interna

Energia eoliana pentru casa

Aparține tehnologiei ecologice pentru generarea de energie electrică.Cu toate acestea, este posibil să nu fie întotdeauna eficient un sistem de energie electrică de rezervă pentru locuință bazat pe captarea energiei eoliene. Volumele și viteza maselor de aer care se deplasează în atmosferă în diferite condiții climatice diferă semnificativ.

În cea mai mare parte a Rusiei, vânturile nu sunt permanente, în funcție de multe motive, inclusiv perioada anului și condițiile meteorologice. Acestea sunt monitorizate și colectate de către serviciul meteorologic. Prin măsurătorile lor, este posibilă doar estimarea eficienței utilizării motoarelor eoliene pentru a genera și transmite cuplul către generator.

Energia generată de generatorul eolian este afectată și de:

• proiectarea turbinei eoliene;

• alegerea locației și a înălțimii rotorului;

• instalare corectă;

• circuite aplicate și mulți alți factori.

Citiți mai multe despre utilizarea energiei eoliene aici: Generatoare eoliene în Rusia - cum să alegeți, să instalați și să evitați dezamăgirea 

Valorificarea energiei apei în mișcare

Utilizarea hidroenergiei în locuință poate face viața mai ușoară proprietarului. Dar, râurile și pâraiele nu curg întotdeauna în apropierea caselor noastre ...

În plus, iazurile noastre îngheață de obicei iarna, acoperite cu un strat de gheață groasă. Iar acest lucru complică foarte mult sursa de energie, dar nu exclude complet utilizarea acesteia.

Tehnicile moderne de instalare a turbinelor hidraulice sub adâncimea de formare a gheții permit energia preluată din fluxurile de apă în mișcare pe tot parcursul anului.

Pentru eșantionarea puterii debitului hidraulic la domiciliu, structurile hidroelectrice simple fără amortizare sunt cele mai potrivite. Pot fi realizate pe baza:

• roată de apă;

• elice;

• rotor Daria;

• centrală hidroelectrică pentru ghirlandă

Utilizarea energiei termice a combustibilului într-un motor cu combustie internă

ICE moderne pentru generatoarele de casă lucrează la:

• benzină;

• motorină;

• gaz natural sau lichefiat.

Generatoare de gaz de obicei proiectat pentru a genera electricitate cu o capacitate relativ mică pentru câteva ore. Sunt create cu un sistem de răcire cu apă sau chiar cu aer, echipat cu generatoare asincrone.

Modelele pentru motoare pe benzină nu ocupă mult spațiu, sunt compacte, convenabile pentru transport. Adesea sunt obișnuiți să alimenteze cabane, să efectueze lucrări de construcții scurte, acolo unde nu există rețea electrică staționară.

Dar pentru alimentarea pe termen lung a consumatorilor puternici în condiții extreme de funcționare, acestea nu sunt adecvate.

Generatoare diesel pentru uz casnic sunt create mai puternice. În funcție de proiectarea sistemului de răcire a motorului, acestea pot fi proiectate pentru funcționare continuă.

Producătorii le produc cu generatoare sincrone sau asincrone, sisteme de control a alimentării și automatizări de complexitate diferită. Cele mai populare sunt design-urile dispozitivelor modulare cu container de tip DES.

Prezența funcției ABP extinde capabilitățile centralelor diesel în sistemele de alimentare cu rezervă pentru casă.

Cu toate acestea, ca și motoarele pe benzină, emit produse de ardere toxică în atmosferă, creează mult zgomot, vibrații. Aceasta necesită adoptarea de măsuri tehnice speciale pentru reducerea acestor factori nocivi.

Centralele electrice cu gaz se utilizează gaze naturale sau lichefiate. Acestea sunt conectate la o rețea staționară de gaze sau la rezervoarele de stocare a gazului lichefiat. Costul operațiunii lor este mai mic decât cel al stațiilor de benzină și motorină din cauza prețului mai mic pentru gaz.

Acestea pot include generatoare asincrone sau sincrone, sisteme de automatizare cu o complexitate diferită. Cel mai adesea, acestea sunt realizate într-o versiune de container pentru o funcționare lungă neîntreruptă în modul automat, cu posibilitatea de a controla și monitoriza de la distanță.

În plus, emisiile de produse de ardere în atmosferă din aceste motoare sunt caracterizate de un conținut scăzut de substanțe nocive.

O selecție largă de surse de energie de diferite capacități și proiectări, folosind purtători de energie disponibili pentru o anumită zonă, permite proprietarului casei să aleagă cel mai potrivit sistem de alimentare de rezervă pentru nevoile sale.

Citiți și pe acest subiect: Cum sunt aranjate și funcționate sursele de alimentare neîntrerupte?