Аккумулятор для резервного питания дома

Аккумулятор для резервного питания дома

Энергетическая основа современных систем резервного электроснабжения – специализированные необслуживаемые (не требующие долива) аккумуляторные батареи большой емкости, изготовленные по технологиям GEL (гелевые) или AGМ (стекловолоконные). Внешне они похожи на автомобильные аккумуляторы (только крупнее). Но на самом деле есть большое отличие.

Почему не годятся обычные стартерные батареи

Для многих очевидно, что дешевые обслуживаемые батареи стартерного типа не предназначены для оснащения инверторных систем резервного электроснабжения коттеджей. Менее очевидно, что и более дорогостоящие необслуживаемые авто-аккумуляторы (выполненные по той же технологии AGM!) также малопригодны для резервного электроснабжения.

И дело здесь не в том, что они «плохие» или «хуже», чем специализированные аккумуляторы для бесперебойного питания. Дело в принципиально разном назначении!

Автомобильный аккумулятор должен в течение нескольких секунд обеспечивать большой ток для работы стартера, который должен провернуть массивные внутренние части двигателя. Подразумевается, что заряд аккумулятора при этом падает незначительно и должен успеть полностью восстановиться даже в короткой поездке.

При длительных циклах разрядки (а это нормальный режим резервного электроснабжения) стартерные аккумуляторы быстро выходят из строя. Опытные водители знают, что если аккумулятор разрядился в ноль несколько раз подряд, то он больше уже не будет нормально работать. Не важно из-за чего это произошло, выход один — новый аккумулятор. Понятно, что с такими данными автомобильные батареи не годятся для резервного электроснабжения коттеджа.

Преимущества специализированных аккумуляторов

Именно режим работы системы резервного электроснабжения определяет главное требование к аккумуляторам — они должны выдерживать глубокий разряд.

В отличие от автомобильных, специализированные аккумуляторы лучше сохраняют работоспособность после глубокого разряда. Они могут отдавать энергию на протяжении длительного времени (часы и даже сутки) до состояния, когда запас энергии (обозначаемый как «уровень заряда» SoC — State of Charge) падает до 20-30 % от первоначального значения (то есть глубина разряда DoD /Deep of Discharge/ доходит до 70-80%). Причем после зарядки аккумуляторы практически полностью восстанавливают свою рабочую емкость.

Конечно, совсем бесследно глубокий разряд для батареи не проходит. И основное различие уже среди специализированных аккумуляторов – в числе циклов глубокого разряда, которые они выдерживают без существенного ухудшения энергоемкости. По этому параметру необслуживаемые аккумуляторы для резервного электроснабжения условно делят на две категории:

  1. АКБ общего назначения
  2. АКБ глубокого разряда(deep cycle)

Для объяснения различий между ними сначала поясним общепринятую терминологию:

  • Глубина разряда DoD — Depth of Discharge, величина, противоположная степени заряда SoC (DoD=100% — SoC)
  • Глубокий разряд — это разряд с DoD более 40-50% от полного номинала емкости батареи.
  • Буферный режим (характерен для резервного электроснабжения) — аккумуляторы полностью заряжены и готовы включиться в работу, но такие включения происходят нечасто, и внешнее питание восстанавливается до того, как батареи полностью разрядились (глубина разряда DoD обычно не более 30%, но для «крайних случаев» разрешенный максимум — до 80%).
  • Циклический режим (характерен для автономного электроснабжения) — постоянное чередование глубоких (разряд DoD 40-50%, возможно и до 80%) разрядов и зарядов.
  • Срок службы номинальныйLife — число лет с момента начала эксплуатации, которое аккумулятор сохранит свою емкость на уровне не ниже 80% от номинала при работе в буферном режиме и идеальных условиях (t=20-25С, постоянный подзаряд).

Вообще крайний предел эксплуатации батареи — до остаточной ёмкости

60% номинала. Но график потери емкости нелинейный, поэтому хоть после отметки в 80% эксплуатировать батарею еще и можно, но дальше падение ёмкости идет ускоренными темпами.

  • Наработка циклов до отказа Cycle life — реальный срок службы, исчисляемый в циклах разряда-восстановления заряда, которые аккумулятор выдержит до снижения емкости на уровень 80% от номинала. Пересчет в «годы» идет делением числа циклов на количество отключений в год.

Если отключения редкие, и по циклам число лет выходит даже больше, чем номинальный срок , ориентироваться нужно на номинальный срок службы, т.к. он о пределяется естественным «старением» материалов аккумулятора и не может быть превзойден.

  • Наработка циклов от глубины разряда Cycles life vs DoD — зависимость числа циклов разряда-восстановления до «смерти» батареи от «глубины разряда».

Про характеристики срока службы нужно понимать следующее — величины эти условные: номинальный срок справедлив только для нереальных условий работы, а число циклов по глубине разряда спрогнозировать проблематично, так как разряд при каждом отключении может быть разным.

Тем не менее, «Номинальный срок службы» и «Наработка циклов от глубины разряда» хоть и не позволяют точно спрогнозировать срок замены аккумуляторов, но делают возможным сравнение разных аккумуляторов между собой .

Оптимальные АКБ резервного электроснабжения

Разницу между AGM и GEL, а также аккумуляторами общего назначения и глубокого разряда демонстрирует Таблица зависимости числа циклов от типовых глубин разряда*:

Да будет свет! Система резервного питания в загородном доме

Ничего не может быть хуже, чем отключение света зимой. Любой из загородных жителей рано или поздно сталкивается с ситуацией, когда лампочки гаснут, скважинный насос перестаёт качать воду, а батареи системы отопления остывают на глазах. Время задействовать резервное питание!

Большинство скажет: надо просто завести генератор и подключить к нему приборы и оборудование в доме. Не всё так просто. Пользователи forumhouse.ru хорошо знают, как запустить генератор на морозе.

Но есть и другое решение проблемы с перебоями электричества: система резервного питания дома или сокращённо – СРП.

Для правильного выбора такой системы питания необходимо понять, чем она отличается от системы автономного питания (САП).

СРП используется в том случае, когда дом подключён к основной электросети. При отключении основного питания резервное электропитание «подхватывает» основных потребителей электроэнергии: скважинный насос, котёл, холодильник, компьютер, телевизор и другое электрооборудование. САП – это основная система электропитания для дома, применяемая при полном отсутствии основной электросети.

Переходим к выбору системы резервного питания. По мнению Андрей-АА, существует 4 основных типа резервного питания для дома.

  • Если сеть отключается ненадолго, но суммарно в месяц более чем на 10 часов, то оптимальной будет система, состоящая из инвертора, зарядного устройства и блока аккумуляторов, заряжаемых от сети.
  • Если сеть отключают менее чем на 10 часов в месяц, то выгодней система из электрогенератора с двигателем внутреннего сгорания (ДВС), оборудованного системой автоматического пуска.
  • Если сеть отключают часто и надолго, или когда напряжение в сети слишком низкое, то оптимальной является система, состоящая из генератора, блока аккумуляторов, зарядного устройства и инвертора.
  • Если требуемую мощность можно ограничить 1-1,5 кВт, то в качестве резервной системы питания можно использовать автомобиль с подключённым к нему инвертором.

Остановимся подробнее на третьем варианте. Пользователь с ником galexy456 предлагает пошаговый план создания бюджетной системы резервного питания для дома.

1 В электрический щиток заводятся два кабеля из подсобного помещения. Первый кабель необходим, чтобы подать электричество на инвертор. Второй – чтобы передать электричество от инвертора в дом.

У меня на улице смонтирован маленький щиток, в котором реализована схема автоматического ввода резерва, или сокращённо АВР

2 В подсобное помещение ставим инвертор, аккумуляторы и коммутируем все устройства.

Я рекомендую выбирать инвертор с синусоидальным выходным напряжением.

В случае отключения электричества такая система работает следующим образом. АВР самостоятельно и быстро – так, что приборы не успевают отключиться, переключает питание с основного на резервное.

Теперь все подключённые энергопотребители продолжают работать от аккумуляторов и инвертора. Если энергоснабжение отсутствует больше 5-6 часов, то, не дожидаясь полного разряда аккумуляторов (от этого сильно сокращается срок их службы), для продолжения бесперебойного питания необходимо вручную завести генератор.

Читать еще:  Jv50 pu mb нет изображения

Существуют системы резервного питания с автоматическим запуском генератора, установленным в отапливаемом подсобном помещении и снабжённом принудительным отводом выхлопных газов. Главный недостаток таких СРП – это их высокая цена.

После запуска генератора инвертор переводит нагрузку на питание приборов от него и одновременно начинает заряжать аккумуляторы. Таким образом, продлевается время работы системы и экономится моторесурс генератора, т.к. он работает не в постоянном режиме.

Любая, даже самая продвинутая и дорогая система резервного питания, в первую очередь, приучает экономить энергоресурсы в доме, т.к. от этого напрямую зависит время работы системы резервного электроснабжения дома.

  • заменить все лампочки в доме на энергосберегающие;
  • проложить вторую, резервную линию электросети, к которой, в случае отключения электричества, можно подключить самое необходимое оборудование в доме;
  • как следует утеплить дом, чтобы уменьшить затраты на отопление;
  • при работе резервной системы питания не пользоваться мощными электроприборами: утюгом, электрочайником, пылесосом.

Включение фена, чайника или утюга на 3-7 минут сильно не разрядит аккумуляторы, но глажку или работу с мощным электроинструментом лучше не допускать.

Для построения СРП нагрузку в доме можно условно разделить на три части:

  1. Отопление.
  2. Водонагревательные приборы.
  3. Приборы, требующие обязательного резервного питания, а именно:
  • освещение;
  • циркуляционные насосы отопления;
  • скважинный насос и насосная станция;
  • компьютер;
  • холодильник, телевизор, Интернет.

Также в качестве резервной системы питания можно использовать и автомобиль. Для этого необходимо:

  1. Приобрести инвертор с синусоидальным выходом на 12-220 В мощностью до 2 кВт с защитой от перегрузки по току или по мощности.
  2. Прогреть двигатель автомобиля.
  3. Выключить двигатель.
  4. Подсоединить инвертор непосредственно к клеммам аккумулятора (не отсоединяя его от автомобиля).
  5. Завести двигатель.
  6. Подсоединить нагрузку к инвертору.
  7. После отключения нагрузки необходимо оставить двигатель авто заведённым, чтобы он подзарядил аккумулятор.

Я постоянно использую энергосистему своего авто в качестве резервного источника электричества на даче. Максимальное время работы в таком режиме составляло 10 часов, работали все основные потребители электрической энергии в доме.

Пользователи сайта FORUMHOUSE могут узнать, как самостоятельно сделать резервную систему питания питания. Вся информация по расчёту автономной системы питания собрана в этом дневнике. Автоматический запуск и использование генератора «от А до Я» описан в этой теме.

А в этом видео рассказывается о том, как инвертор и блок аккумуляторов могут увеличить электрическую мощность в доме.

Бесперебойник для дома, или Как обеспечить себя запасом электроэнергии

Разберемся с вопросом, как самостоятельно сделать в доме временный источник электроэнергии?

Как ни крути, а отключения электроэнергии – это вполне закономерное явление, которое случается в каждом городе и каждой стране Земного шара. Все бы ничего, если бы не всем известный закон Мерфи, согласно которому эти отключения происходят в самый неподходящий момент – например, зимой, когда за окном лютый мороз. Сразу перестает работать все, в том числе и котел отопления. Неприятно, конечно, но поправимо – стоит один раз оказаться в такой ситуации, как поневоле начинаешь задумываться о резервном источнике электроснабжения. Согласитесь, мощный бесперебойник для дома в таких моментах окажется незаменимым – стоит он, правда, немалых денег, но и это не беда, так как любую систему можно либо сделать своими руками, либо упростить до вполне вменяемой стоимости.

Временное электроснабжение дома

  • Бесперебойник для дома: как он работает и как устроен
  • Резервный источник питания: выбираем оборудование
  • Временное электроснабжение: бесперебойник своими руками

Бесперебойник для дома: как он работает и как устроен

Если не внедряться в электронные схемы, а смотреть на любой блок бесперебойного электроснабжения глобально, то его можно разделить всего на четыре части – это емкость для накопления электрической энергии (попросту говоря, аккумулятор); инвертор, который преобразует постоянный ток 12v в переменный, который течет по проводам наших домов и квартир; зарядное устройство для аккумулятора и схема управления работой всего этого оборудования. Ознакомимся подробнее с этими составляющими бесперебойника и посмотрим, как они работают.

Аккумулятор. С ним знакомы все, и сталкиваются современные люди с этим устройством практически каждый день, только мало кто обращает на них внимание – они настолько плотно вошли в нашу жизнь, что многие люди их попросту не замечают. Перезаряжаемыми автономными источниками энергии оснащаются автомобили, мобильные телефоны, осветительные приборы и многое другое. Назначение у аккумулятора только одно – накапливать энергию и отдавать ее в нужный момент времени. Основной параметр этого изделия – емкость, которая измеряется в Ампер-часах – именно этот момент играет ключевую роль в процессе создания источника бесперебойного питания для дома.

Инвертор. Здесь все достаточно просто – это сетевой адаптер, который призван повышать или, правильнее будет сказать, изменять постоянный ток, выдаваемый аккумулятором, в переменный, который используется для питания всех бытовых приборов. Инверторы могут отличаться как по мощности, так и по форме выходного сигнала, что непременно нужно учитывать при его выборе – об этом мы поговорим несколько позже.

Зарядное устройство. С ним также знакомы практически все, только в нашем случае понадобится не та маленькая штучка, с помощью которой заряжаются мобильные телефоны, а вполне серьезная установка, способная быстро заряжать аккумуляторы большой емкости.
Блок управления. Это контроллер, который управляет работой системы резервного электроснабжения. Он переключает источники питания – когда в сети есть напряжение, он подает к потребителям его, а когда ток в общественной сети отсутствует, он забирает его у аккумулятора.

Эти четыре элемента и являются так называемым ИБП для дома. Данное устройство, изготовленное в заводских условиях, имеет вполне компактные размеры (не считая блока аккумуляторов). Более предпочтительно оно только тем, что работает в полностью автоматическом режиме – если делать его аналог в домашних условиях, то от автоматики, в принципе, можно отказаться. Единственное неудобство, которое вы ощутите, это необходимость вручную переключать источники энергии – согласитесь, это не проблема, особенно если данный момент поможет сэкономить солидную сумму денег.

Резервный источник питания: выбираем оборудование

Я думаю, никому не открою тайну, если скажу, что от правильности выбора компонентов системы зависит работоспособность устройства в целом. Поэтому просто напомню, что подойти к этому вопросу необходимо со всей ответственностью. В нашей ситуации придется выбирать три отдельных устройства.

Инвертор-преобразователь. Как и говорилось выше, такие адаптеры могут отличаться по двум признакам, которые в данном случае очень важны. Во-первых, это форма выходного сигнала – в этом отношении она может иметь чистую синусоиду и модифицированную аппроксимацию. Не будем внедряться в то, что это такое, а скажем просто – инвертор с чистой синусоидой на выходе дает качественное электричество и способен питать любые электроприборы, в том числе и современный газовый котел, и холодильник, и все прочее. Если же говорить о модифицированном выходном сигнале, то от него отлично работают лампы (правда, не все, некоторые из них быстро выходят из строя), нагревательные элементы, компьютеры, телевизоры, но никак не котлы.

С потребителями, у которых имеются электродвигатели, также возникают проблемы – они работают, но греются и быстро выходят из строя. Во-вторых, это мощность – ее придется рассчитывать исходя из суммарного потребления всех электроприборов в доме. В принципе, можно остановиться и на основных потребителях (наиболее важных для вас) – таких, как газовый котел, холодильник, освещение, компьютеры, телевизоры. Их потребляемая мощность суммируется, к ней прибавляется запас (10-20%) и получается мощность необходимого инвертора.

В принципе, при выборе можно ориентироваться и на самый мощный потребитель вашего дома – к примеру, бойлер или стиральная машина, которые потребляют не более 2,5кВт. В общем, в среднем для системы резервного электропитания используется инвертор мощностью 3кВт. Здесь имеется один нюанс – на этих приборах указывается пиковая мощность – постоянная у них несколько ниже. Поэтому при выборе нужно обратить внимание не на мощность с единицей измерения VA, а на ту, которая подписывается как Вт или W.

Читать еще:  3А color collection отзывы

Аккумулятор. Здесь все достаточно просто – чем больше емкость аккумулятора, тем дольше вы сможете пользоваться накопленной энергией. На выбор инвертора емкость аккумулятора не оказывает никакого влияния. Исходя из собственного опыта могу сказать одно – аккумулятор емкостью 95А/ч способен обеспечивать потребителя мощностью в 100Вт на протяжении более 10-ти часов. При первом испытании такой системы приобретенный мною бывший в употреблении гелиевый аккумулятор за это время даже не разрядился. Делайте выводы, но учтите еще и такой момент, что именно гелиевые аккумуляторы больше всего приспособлены для работы в подобных системах – они как нельзя лучше предназначены для большого количества циклов зарядки и разрядки. Емкости можно наращивать со временем, подключая их параллельно друг к другу – единственное, что здесь нужно знать, это то, что подключать параллельно нужно аккумуляторы одинаковой емкости.

Зарядное устройство. Его выбор обусловлен емкостью аккумуляторов. Скажем так, чтобы емкость в 100А/часов заряжалась в течение 5-7 часов, понадобится зарядное устройство с выходным током в 10Ампер.
В принципе, все. Как видите, требования к выбору оборудования не очень сложные. Единственное, о чем хочу предупредить, что такой бесперебойник обойдется недешево – но еще дороже (как минимум в два раза) он обойдется, если приобретать его в готовом виде.

Временное электроснабжение: бесперебойник своими руками

Собрать резервный источник электроснабжения на основе описанных выше устройств не так уж сложно – можно сказать, что просто и сделать это сможет любой мужчина. Берем инвертор – покрутите его и посмотрите на то, что на нем имеется. С одной его стороны находится универсальное гнездо для вилки, а с другой стороны две клеммы и кнопка включения. Некоторые подобные устройства могут оснащаться индикаторами напряжения. Сначала нам нужна та сторона, где находятся две клеммы (красная и черная). Подсоединяем к ним два провода сечением не менее 4 квадратов – на свободные концы устанавливаем клеммы для аккумулятора. У автомобилиста с этим вопросом проблем вообще не возникнет. Также к этим клеммам нужно стационарно подсоединить провода от зарядного устройства – очень важно, чтобы фазировка инвертора на клеммах совпадала с фазировкой зарядного устройства.

После того, как провода подключены, их можно накидывать на аккумулятор. Тот, который подсоединен к красной клемме, присоединяется к плюсу аккумулятора, а тот который прикручен к черной клемме, соответственно, к минусу аккумулятора. Теперь все просто – включаем в розетку инвертора какой-нибудь потребитель, нажимаем выключатель на инверторе и наблюдаем, как все работает. Когда аккумулятор разряжается, просто выключаем инвертор (выключателем) и включаем зарядное устройство.

И в заключение несколько слов о тонкостях использования такого источника бесперебойного электропитания дома. Для быстрого подключения его в сеть понадобится собрать удлинитель – с обеих его сторон должны находиться вилки. После того, как свет пропадает, одна вилка удлинителя подсоединяется к инвертору, а вторая в любую розетку в доме.

Думаю, не следует напоминать о безопасности эксплуатации – перед подключением в сеть этого устройства нужно обязательно отключить вводной автомат. Если вдруг резко появится электричество в сети, то беды не избежать – именно для этого и оборудуют заводские бесперебойники узлом управления. В этом и заключается их преимущество.

В завершение темы про бесперебойник для дома добавлю только одно – описанная выше схема с успехом используется при оборудовании альтернативных систем энергоснабжения. Если зарядное устройство заменить ветрогенератором или солнечными батареями и поставить между ними и аккумулятором контроллер зарядки, то вы получите индивидуальную электростанцию. О принципе ее работы можете почитать в этой статье нашего сайта. опубликовано econet.ru

Если у вас возникли вопросы по этой теме, задайте их специалистам и читателям нашего проекта здесь.

Понравилась статья? Напишите свое мнение в комментариях.
Подпишитесь на наш ФБ:

Резервное электроснабжение дома: ИБП, генератор, автозапуск

Периодические отключения электричества способны вывести из строя всю систему отопления и повлиять на работу бытовой техники. Организация резервного питания дома только на первый взгляд сложная задача. В этой статье мы расскажем вам, как самостоятельно организовать резервное электроснабжение дома.

Практически в любом хозяйстве можно найти ряд устройств, которые было бы неплохо обеспечить резервным питанием. Сюда можно отнести холодильник, водонасосное оборудование, отопительный котел, компьютеры и устройства телефонии. Внезапно прерванная подача питания или скачки напряжения сокращают срок работы двигателей, возможен выход из строя блоков питания электронных устройств.

Существует два способа снизить влияние городской электросети на ритм своего быта. Для этого используют или источники бесперебойного питания (ИБП), или аварийные электрические генераторы.

Использование ИБП в домашнем хозяйстве

Почти все современные настольные компьютеры снабжены блоками бесперебойного питания для защиты от потери данных. Схожие по устройству приборы, но более мощного класса, могут быть использованы для питания бытовой техники во время аварийного обесточивания. Специфика их использования распространяется вплоть до организации аккумуляторных хранилищ, способных обеспечить весь дом электроэнергией в течение одного-двух дней.

И все же в быту наиболее широко применяются ИБП, защищающие отдельный потребитель или несколько, объединенных в выделенную линию, к которой может быть подключена также котельная или дежурное освещение. Это в корне меняет план электроснабжения дома, может потребоваться прокладка дополнительной проводки.

Инверторная система бесперебойного питания: 1 — сеть; 2 — батарейный инвертор; 3 — аккумуляторный банк; 4 — потребители

Перед приобретением ИБП следует составить список аварийных потребителей и рассчитать их мощность, потребляемую за наиболее продолжительный период, на который возможно отключение энергии. При этом обязательно учитывается как режим работы оборудования, так и прошлые опыты простоя без электричества.

Например, в резервном питании нуждаются:

  1. Холодильник — 400 Вт, время работы — 6 ч.
  2. Циркуляционный насос — 95 Вт, время работы — 24 ч.
  3. Газовый котел и автоматика котельной — 85 Вт, время работы — 24 ч.
  4. Зарядка ноутбука и телефонов — 200 Вт, время работы — 4 ч.

Таким образом, можно определить общее потребление приборов: 2,4 + 2,28 + 2,04 + 0,8 = 7,52 кВт/ч в сутки. Чтобы учесть и компенсировать временную деградацию аккумуляторов ИБП, к этому значению нужно добавить 30%, в итоге необходимая суточная емкость батареи ИБП составит почти 9,8 кВт/ч. Сделав поправку на время аварийной работы, вы получите необходимую мощность устройства. Учитывайте, что устройства такого класса мощности весьма дорогостоящие и делать дополнительный запас мощности не всегда нужно: поскольку ИБП не будет работать под полной нагрузкой, расчетной емкости хватит вполне.

Конфигурации защищенных сетей

При необходимости организовать резервное питание одному-двум потребителям, разумно использовать локальные ИБП. Так не потребуется переделка проводки в доме, нужно только корректно выбрать место установки прибора, а он довольно громоздкий.

В целом при нагрузке свыше 3 кВА/ч имеет смысл устанавливать одно устройство резервного питания для всех потребителей, организовав для них выделенную линию. Покупка одного мощного ИБП выгоднее нескольких менее мощных, в этом случае расходы на монтаж новой проводки вполне оправданы.

Другой плюс высокомощных ИБП — возможность самостоятельно определить режим и характеристики выходного тока для более продолжительной автономной работы. Встроенный контроллер заряда в таких устройствах существенно продлевает жизнь батарей и поддерживает их в полной готовности даже во время длительного простоя. Большинство устройств имеют интерфейс связи с ПК для отслеживания журнала работы и диагностики, а встроенный стабилизатор напряжения исключит скачки напряжения и сетевые помехи.

Читать еще:  Алиса дура алиса вша алиса любит алкаша

Длительная автономная работа — подключаем генератор

Есть два пути повышения времени автономной работы: наращивание парка аккумуляторных батарей и использование автономного источника электроэнергии. Первый вариант более дорогостоящий и использовать его следует лишь в тех условиях, где установка ДВС-генератора невозможна, например, в квартирах или офисах. Возникает спорный вопрос: а зачем нужен ИБП при наличии генератора?

Практика показывает, что параллельное использование этих устройств имеет свои плюсы:

  1. Электроснабжение осуществляется абсолютно беспрерывно.
  2. Характеристики тока, генерируемого портативными электростанциями, далеки от идеальных. Стабилизатор ИБП сглаживает помехи, имеет УЗИП электронного типа.
  3. При работе от генератора не нужны устройства высокого класса мощности, достаточно чтобы они соответствовали пиковой нагрузке при одновременно включенных потребителях. В случае, рассмотренном выше, будет достаточно ИБП мощностью 1 кВА/ч.

В отдельных случаях имеет смысл использовать генераторы с функцией автозапуска. В момент перехода на питание от аварийного генератора и при возникновении нештатных ситуаций (генератор заглох, кончилось топливо), питание переключается на ИБП. В нормальном же режиме генерируемого электричества будет достаточно для поддержки полного заряда батарей и включения всех потребителей в работу.

Гибридная система бесперебойного питания: 1 — сеть; 2 — инвертор; 3 — генератор; 4 — аккумуляторный банк; 5 — потребители

Построение схемы на многофункциональном АВР

Комфорт от применения ИБП достаточно высок, чтобы многие владельцы задумались о резервном питании всей электросети, а не отдельных потребителей. Для этого также есть несколько путей решения.

При невозможности установить генератор функцию резервного питания на себя берет сборка аккумуляторных батарей достаточной емкости. Тип аккумулятора определяется режимом работы: гелиевые имеют наибольшую цикличность и рассчитаны на частые включения, свинцово-кислотные AGM-аккумуляторы дешевле, их оптимально использовать для работы в режиме байпаса.

Аккумуляторный парк собирается из нескольких параллельно подключенных необслуживаемых аккумуляторов емкостью в 100–200 А/ч. Суммарная емкость парка должна соответствовать общему энергопотреблению в пересчете на низкое напряжение, то есть в рассмотренном выше случае потребление приборов от сети 230 В составило 9,8 кВт/ч или кВА/ч. При напряжении 12 В это эквивалентно общему потреблению в 816 А/ч, так определяется суммарная емкость парка. При сборке нужно учитывать также собственное энергопотребление системы и потери в проводах низкого напряжения, это примерно 5–7% от первоначальной мощности. Все функции по управлению системой бесперебойного питания берет на себя инвертор с электронным управлением. Стоимость устройства надлежащего качества (MeanWell) на 1 кВт пиковой мощности составляет 400–600 $, от 3 до 5 кВт — 1200–1400 $. К слову, комплексные устройства с теми же параметрами обходятся как минимум в 2–3 раза дороже.

Резервная система с блоком АВР: 1 — сеть; 2 — генератор; 3 — аккумуляторный банк; 4 — щит автоматического ввода резерва (АВР); 5 — многофункциональный инвертор; 6 — потребители

При наличии генератора аккумуляторный парк можно существенно сократить до одного-двух часов бесперебойной работы. Но потребуется установка устройства АВР с функцией запуска генератора. Подойдут и простейшие щиты отечественного производства, такие как ЩАПг-3–1–50 «Техэнерго» (

20 000 руб.) или сборки АВР самостоятельного исполнения.

Аккумулятор для резервного питания дома

Энергетическая основа современных систем резервного электроснабжения – специализированные необслуживаемые (не требующие долива) аккумуляторные батареи большой емкости, изготовленные по технологиям GEL (гелевые) или AGМ (стекловолоконные). Внешне они похожи на автомобильные аккумуляторы (только крупнее). Но на самом деле есть большое отличие.

Почему не годятся обычные стартерные батареи

Для многих очевидно, что дешевые обслуживаемые батареи стартерного типа не предназначены для оснащения инверторных систем резервного электроснабжения коттеджей. Менее очевидно, что и более дорогостоящие необслуживаемые авто-аккумуляторы (выполненные по той же технологии AGM!) также малопригодны для резервного электроснабжения.

И дело здесь не в том, что они «плохие» или «хуже», чем специализированные аккумуляторы для бесперебойного питания. Дело в принципиально разном назначении!

Автомобильный аккумулятор должен в течение нескольких секунд обеспечивать большой ток для работы стартера, который должен провернуть массивные внутренние части двигателя. Подразумевается, что заряд аккумулятора при этом падает незначительно и должен успеть полностью восстановиться даже в короткой поездке.

При длительных циклах разрядки (а это нормальный режим резервного электроснабжения) стартерные аккумуляторы быстро выходят из строя. Опытные водители знают, что если аккумулятор разрядился в ноль несколько раз подряд, то он больше уже не будет нормально работать. Не важно из-за чего это произошло, выход один — новый аккумулятор. Понятно, что с такими данными автомобильные батареи не годятся для резервного электроснабжения коттеджа.

Преимущества специализированных аккумуляторов

Именно режим работы системы резервного электроснабжения определяет главное требование к аккумуляторам — они должны выдерживать глубокий разряд.

В отличие от автомобильных, специализированные аккумуляторы лучше сохраняют работоспособность после глубокого разряда. Они могут отдавать энергию на протяжении длительного времени (часы и даже сутки) до состояния, когда запас энергии (обозначаемый как «уровень заряда» SoC — State of Charge) падает до 20-30 % от первоначального значения (то есть глубина разряда DoD /Deep of Discharge/ доходит до 70-80%). Причем после зарядки аккумуляторы практически полностью восстанавливают свою рабочую емкость.

Конечно, совсем бесследно глубокий разряд для батареи не проходит. И основное различие уже среди специализированных аккумуляторов – в числе циклов глубокого разряда, которые они выдерживают без существенного ухудшения энергоемкости. По этому параметру необслуживаемые аккумуляторы для резервного электроснабжения условно делят на две категории:

  1. АКБ общего назначения
  2. АКБ глубокого разряда(deep cycle)

Для объяснения различий между ними сначала поясним общепринятую терминологию:

  • Глубина разряда DoD — Depth of Discharge, величина, противоположная степени заряда SoC (DoD=100% — SoC)
  • Глубокий разряд — это разряд с DoD более 40-50% от полного номинала емкости батареи.
  • Буферный режим (характерен для резервного электроснабжения) — аккумуляторы полностью заряжены и готовы включиться в работу, но такие включения происходят нечасто, и внешнее питание восстанавливается до того, как батареи полностью разрядились (глубина разряда DoD обычно не более 30%, но для «крайних случаев» разрешенный максимум — до 80%).
  • Циклический режим (характерен для автономного электроснабжения) — постоянное чередование глубоких (разряд DoD 40-50%, возможно и до 80%) разрядов и зарядов.
  • Срок службы номинальныйLife — число лет с момента начала эксплуатации, которое аккумулятор сохранит свою емкость на уровне не ниже 80% от номинала при работе в буферном режиме и идеальных условиях (t=20-25С, постоянный подзаряд).

Вообще крайний предел эксплуатации батареи — до остаточной ёмкости

60% номинала. Но график потери емкости нелинейный, поэтому хоть после отметки в 80% эксплуатировать батарею еще и можно, но дальше падение ёмкости идет ускоренными темпами.

  • Наработка циклов до отказа Cycle life — реальный срок службы, исчисляемый в циклах разряда-восстановления заряда, которые аккумулятор выдержит до снижения емкости на уровень 80% от номинала. Пересчет в «годы» идет делением числа циклов на количество отключений в год.

Если отключения редкие, и по циклам число лет выходит даже больше, чем номинальный срок , ориентироваться нужно на номинальный срок службы, т.к. он о пределяется естественным «старением» материалов аккумулятора и не может быть превзойден.

  • Наработка циклов от глубины разряда Cycles life vs DoD — зависимость числа циклов разряда-восстановления до «смерти» батареи от «глубины разряда».

Про характеристики срока службы нужно понимать следующее — величины эти условные: номинальный срок справедлив только для нереальных условий работы, а число циклов по глубине разряда спрогнозировать проблематично, так как разряд при каждом отключении может быть разным.

Тем не менее, «Номинальный срок службы» и «Наработка циклов от глубины разряда» хоть и не позволяют точно спрогнозировать срок замены аккумуляторов, но делают возможным сравнение разных аккумуляторов между собой .

Оптимальные АКБ резервного электроснабжения

Разницу между AGM и GEL, а также аккумуляторами общего назначения и глубокого разряда демонстрирует Таблица зависимости числа циклов от типовых глубин разряда*:

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector