Резервни систем напајања за дом - карактеристике уређаја и рада

Технолошки напредак не мирује. Становници вишестамбених зграда у главним градовима почињу да заборављају случајеве дужег нестанка и свих проблема везаних уз њих. Међутим, за остатак становништва то питање још увек није у потпуности решено.

Питања резервне струје за власнике самостојеће приватне куће или викендице и даље су релевантна. Наша држава још увек није у могућности да у потпуности обезбеди висококвалитетну електричну енергију.

Какав је систем резервног напајања за дом

Састав класичног комплекса техничких резервних уређаја

Да бисте осигурали нормалан рад електричних уређаја у домаћинству у случају губитка спољне електричне енергије, користите:

• скуп батерија који стварају укупни напон од 12, 24, 36 или 48 волти;

• претварач који претвара једносмерну струју батерије у наизменичну 220В.

Савремени системи се не баве само вишком, чија је функција у недавној прошлости често била извршена ручним пребацивањем оператера, већ они обезбеђују непрекидно напајање електричном енергијом у аутоматском режиму без људске интервенције.

Уређаји за непрекидно напајање (УПС)радећи у оквиру резервне схеме „Офф-Лине, Стандби“ у нормалним условима оптерећења обављају 2 функције:

1. прати стање примарне електричне мреже филтрирањем пренапона струје и електромагнетских сметњи у њој;

2. напуните батерију да одржи свој номинални капацитет.

Када параметри спољне мреже за напајање превазиђу критичне вредности или се напајање потпуно искључи, УПС аутоматизација поново повезује оптерећење на претварачу, који узима директну струју из батерија.

Систем аутоматизације који се заснива на регулатору често је интегрисан у дизајн модерног претварача. Горња слика приказује условну поделу потрошача електричне енергије у две групе са асинхроним електромоторима и напајањем електронике. Обично их се прикључује на локацији у стану.

Овај склоп резервног извора обично се назива активним јер стално надгледа мрежне параметре, повезујући аутономно напајање са оптерећењем након што утврди да је у кругу напајања дошло до квара. Овом методом за аутоматизацију је потребно најмање мало, али сасвим одређено време за анализу ситуације и извршавање пребацивања. У тим тренуцима формира се кратка мртва временска пауза.

Његова обавезна присутност је главни недостатак овог система, али практично нема посебан ефекат на рад кућанских апарата. Уосталом, ротирани електромотор и даље раде по инерцији, немају времена за заустављање, а електронски склопови рачунарских уређаја заснованих на микропроцесору повезани су на резервно напајање УПС-а користећи се потпуно истим алгоритмима.

Како смањити оптерећење претварача и батерије

Приликом пребацивања можете смањити губитак енергије који се јавља у кругу и продужити век батерије на неколико начина.

Лампе за осветљење

Организација резервног система напајања и његови трошкови уско су повезани са потрошњом електричне енергије мреже. Стога питању штедње електричне енергије и преласку на технологије за уштеду енергије треба обратити посебну пажњу.

Да бисте смањили оптерећење претварача, а истовремено и величину наелектрисања, можете једноставно заменити обичне лампе са жарном нити флуоресцентним, халогеним, штеде енергију (компактно флуоресцентно) или ЛЕД светла.

Такође можете поделити изворе електричне светлости у две групе:

1. стална употреба;

2. дежурна локална расвета.

Приликом преласка на инвертер на посао то ће користити само ограничене изворе, а све остало треба повезати искључиво према потреби.

Поједностављивање алгоритама за кућанске апарате

Готово сви електронски уређаји (телевизори, рачунари, телефони и други уређаји) имају напајање које стварају 12 волта директног напона из променљиве мреже 220. Могу бити израђени уградбени дизајни или даљински, попут лаптопа.

Када се такви пријемници електричне енергије напајају од претварача, а не из спољне мреже, тада се код конвенционалне шеме повезивања догађа двострука конверзија енергије:

• прво, претварач узима напон од 12 волти од хелијумских батерија и претвара га у ≈220, који се напаја у лаптоп, као у нашем случају;

• тада се јединица за напајање ових уређаја ≈ 220 В поново исправља на ± 12 В.

Сасвим је логично да се такви процеси искључе из алгоритама и да се, када се пребаци на резервно напајање, користи склоп када контролер претварача директно напаја 12-волтни напон акумулатора на све електроничке компоненте рачунара, не трошећи енергију на његову двоструку конверзију. То се може постићи стварањем кола паралелних утичница за повезивање хелијумских батерија на такве уређаје.

Међутим, горњи пример са лаптопом приказан је само да би показао принцип конструкције резервне шеме напајања, мада и сам мобилни рачунар има уграђену батерију која обавља функције УПС-а.

Кад се екстерно напајање искључи у сличном кругу, оптерећење претварача и батерије у целини се смањује.

Резервисање енергије сунца, ветра, воде, мотора са унутрашњим сагоревањем

Са правилно одабраним кругом, хелијумске батерије могу дуго времена резервисати струју, али њихов капацитет није бесконачан. Доћи ће време када ће им бити потребно пуњење.

За то се обично користи енергија других извора струје:

• соларна батерија;

• електромагнетно поље делујућег генератора.

Употреба соларне енергије

Дизајни соларних ћелија константно се побољшавају, популарни су. Све чешће их се може наћи не само у резервационим системима домаћинстава, већ и као главни извори електричне енергије.

При коришћењу соларних панела важно је прилагодити алгоритам рада регулатора тако да соларна енергија не само да подржава капацитет хелијумских батерија, већ и директно тече ка напајању потрошача електронским кругом, опскрбљујући их електричном струјом.

Прочитајте више о употреби соларних панела у систему резервног напајања овде: Соларне електране за дом

Коришћење генератора

За кућну употребу, ротационе АЦ машине. Имају генераторе према односу ротирајућих електромагнетних поља ротора и статора:

1. синхроно;

2. асинхрони.

Први дизајни су сложенији, добро примећују индуктивна оптерећења која настају ротирајућим електромоторима, али су скупља.

Асинхрони генератори су углавном дизајнирани за снабдевање активним теретима са жаруљама у системима осветљења, термичким грејачима (ТЕН) и сличним уређајима. За снабдевање реактивних потрошача потребно је обезбедити значајну снагу генератора, јер они слабо подносе асиметричне компоненте прелазних појава које се јављају у кругу приликом покретања електромотора.

Да би се побољшала и одржавала ротација ротора генератора, потребно је на њега применити обртни момент. Његов извор може бити енергија:

• ветар;

• водене струје;

• мотор са унутрашњим сагоревањем.

Енергија ветра за дом

Припада еколошкој технологији за производњу електричне енергије.Међутим, резервни систем напајања за дом, заснован на прикупљању енергије ветра, не мора увек бити ефикасан. Количине и брзине ваздушних маса које се крећу у атмосфери у различитим климатским условима знатно се разликују.

У већем делу Русије вјетрови нису стални, овисно о многим разлозима, укључујући доба године и временске прилике. Надгледа их и скупља метеоролошка служба. Њиховим мерењима могуће је само проценити ефикасност коришћења вјетроелектрана за генерисање и пренос обртног момента на генератор.

На снагу коју генерише генератор ветра такође утичу:

• дизајн ветротурбина;

• избор локације и висине ротора;

• исправна инсталација;

• примењена кола и многи други фактори.

Прочитајте више о коришћењу енергије ветра овде: Генератори ветра у Русији - како одабрати, инсталирати и избећи разочарање 

Коришћење енергије воде у покрету

Употреба хидроелектрана у кући може у великој мери олакшати живот власника куће. Али, реке и потоци не теку увек у близини наших домова ...

Поред тога, наши језерци се зими смрзавају, прекривени слојем дебелог леда. А ово увелике усложњава напајање, али не искључује у потпуности његову употребу.

Савремене технике за постављање хидрауличних турбина испод дубине формирања леда омогућавају да се енергија узима из покретних водених токова током целе године.

За узорковање снаге хидрауличког протока код куће најбоље су погодне једноставне бешавне хидроелектране. Могу се извести на основу:

• водени точак;

• пропелер;

• ротор Дариа;

• хидроелектрана гарланд.

Употреба топлотне енергије горива у мотору са унутрашњим сагоревањем

Савремени ИЦЕ за кућне генераторе раде на:

• бензин;

• дизел гориво;

• природни или течни гас.

Генератори за гас обично дизајнирани да производе електричну енергију релативно малог капацитета током неколико сати. Створени су са воденим или чак ваздушним системом хлађења, опремљени асинхроним генераторима.

Дизајн бензинских мотора не заузима много простора, компактан је, погодан за транспорт. Често се користе за напајање викендица, извођење кратких грађевинских радова тамо гдје нема стационарне електричне мреже.

Али за дугорочно напајање снажних потрошача у екстремним радним условима нису погодна.

Дизел генератори за домаћу употребу створене су снажније. У зависности од дизајна система за хлађење мотора, могу бити дизајнирани за континуирани рад.

Произвођачи их производе са синхроним или асинхроним генераторима, системима за контролу напајања и аутоматизацијом различитих сложености. Популарни су дизајни ДЕС модуларних контејнерских уређаја.

Присуство АБП функције проширује могућности дизел електрана у резервним системима напајања за дом.

Међутим, они, попут бензинских мотора, емитују токсичне производе изгарања у атмосферу, стварају пуно буке, вибрација. Ово захтева усвајање посебних техничких мера за смањење ових штетних фактора.

Електроенергетске електране ради на природном или течном гасу. Повезани су са стационарном гасном мрежом или резервоарима за течни гас. Цена њиховог рада је нижа него на бензинским и дизелским станицама због ниже цене гаса.

Они могу да укључују асинхроне или синхроне генераторе, системе аутоматизације различитих сложености. Најчешће се израђују у контејнерској верзији за дуготрајан непрекинути рад у аутоматском режиму, с могућношћу даљинског управљања и надзора.

Поред тога, емисију продуката сагоревања у атмосферу из ових мотора карактерише низак садржај штетних материја.

Широк избор извора напајања различитих капацитета и дизајна, користећи енергетске носаче доступне за одређено подручје, омогућава власнику куће да одабере најприкладнији резервни систем напајања за своје потребе.

Прочитајте и на ову тему: Како су уређени и раде непрекидни извори напајања?