Neocom-Electro – Стабилизаторы напряжения, источники бесперебойного питания, латр, автотрансформаторы, электрогенераторы, электростанции

ИБП в системе электроснабжения индивидуального жилого дома

В настоящее время в индивидуальном жилищном строительстве используются автономные системы отопления и водоснабжения. В то же время обеспечение электроэнергией этих систем осуществляется централизованно, посредством подключения объектов к сетям местных энергокомпаний. К сожалению, именно электроснабжение оказывается самым слабым звеном в системе жизнеобеспечения индивидуального дома. Электрические сети работают с перегрузкой, оборудование находится в плачевном состоянии и, как следствие, энергетические компании не в состоянии обеспечить потребителя электроэнергией надлежащего качества.

В наших электрических сетях практически повсеместно встречается несоответствие нормам качества: недопустимые отклонения напряжения и частоты, высокочастотные и импульсные помехи, провалы и скачки напряжения. Это приводит к сбоям и выходу из строя электрооборудования. Отклонения напряжения можно устранить посредством использования стабилизаторов напряжения, но при полном отключении напряжения стабилизаторы бессильны.

В случае отключения электроэнергии во внешней сети, потребитель вынужден использовать резервные источники для поддержания питания электрического оборудования. Наиболее часто в качестве резервных источников используются автономные электростанции или источники бесперебойного питания. Альтернативные источники энергии, такие как солнечные батареи и ветрогенераторы, не находят широкого применения ввиду их крайне низкой эффективности, напрямую зависящей от условий окружающей среды.

При регулярных и длительных отключениях электроэнергии (несколько дней подряд), либо отсутствии централизованного энергоснабжения выбор автономного источника очевиден – это электростанция на основе двигателя внутреннего сгорания (обычно дизельного). Однако чаще встречаются ситуации, когда напряжение в сети отключается с некоторой регулярностью на небольшое время (от нескольких часов до суток). В этих случаях использование электрогенератора может быть нецелесообразным.

Суммарная мощность электрооборудования в индивидуальном доме может составлять десятки киловатт, но полностью она используется достаточно редко: эксплуатацию мощного электрооборудования (стиральная машина, утюг и т.п.) можно отложить до восстановления подачи электричества. Когда нагрузка невелика, нерентабельно эксплуатировать мощный электрогенератор. Более того, минимально допустимая нагрузка, подключенная к дизельному генератору, не должна быть менее 30% от его номинальной мощности. В противном случае двигатель может быстро выйти из строя.

В постоянном электропитании безоговорочно нуждается котельное оборудование (остановка котла в зимнее время на несколько часов приведет к очень серьезным последствиям). Также к ответственным потребителям нужно отнести холодильник и необходимое аварийное освещение. Системы безопасности (пожарная и охранная сигнализация) комплектуются собственными ИБП постоянного тока. Переход на питание этих ответственных потребителей от автономных систем непременно должен осуществляться в автоматическом режиме.

В большинстве частных домов система отопления построена на базе газовых или жидкотопливных котлов. Электрическая часть оборудования состоит из электронного блока и одного или двух циркуляционных насосов малой мощности (50-100 Вт). Мощность среднего холодильника – 150 Вт, энергосберегающей лампы – 8 Вт (энергосберегающая лампа мощностью 8 Вт соответствует по уровню светового потока лампе накаливания мощностью 40 Вт, пяти ламп может быть достаточно для минимального освещения дома). Аварийное питание этих потребителей в течение нескольких часов и даже суток можно обеспечить, применяя источники бесперебойного питания, использующие энергию аккумуляторных батарей.

ИБП имеют ряд неоспоримых преимуществ по сравнению с резервными генераторами:

• значительно более высокий коэффициент надежности;
• большее время наработки на отказ;
• высокое качество электрической энергии на выходе;
• отсутствие необходимости в периодическом обслуживании и замене расходных материалов (кроме АКБ);
• бесшумность работы;
• отсутствие эксплуатационных расходов;
• простота монтажа и подключения.

Для длительного питания оборудования, имеющего в своем составе электродвигатели (система отопления, холодильник) ИБП должен обладать определенными свойствами:

• форма выходного сигнала в виде полноценной синусоиды с частотой 50 Гц;
• высокая точность стабилизации напряжения;
• мощное зарядное устройство в составе ИБП для обеспечения заряда аккумуляторных батарей большой емкости;
• широкий диапазон напряжений, в котором ИБП не переходит на питание от батарей;
• автоматический переход в режимы заряда/разряда АКБ без перерыва питания;
• защита от глубокого разряда аккумуляторов;
• наличие аварийного режима «By-Pass» на случай выхода из строя источника бесперебойного питания или его перегрузки.

Всем этим критериям, в отличие от подавляющего большинства инверторов и интерактивных UPS, соответствует источник бесперебойного питания с двойным преобразованием энергии серии ДПК-М. Источник выбирается по мощности с учетом пусковых токов электродвигателей. Количество и емкость аккумуляторов рассчитываются исходя из требуемого времени автономии.

В составе ИБП крайне желательно использовать специализированные герметичные необслуживаемые свинцово-кислотные аккумуляторные батареи. В отличие от стартерных автомобильных аккумуляторов они обладают иными зарядно-разрядными характеристиками. Аккумуляторы обладают большим сроком службы, рассчитаны на меньшую величину зарядного напряжения и не выделяют газы во внешнюю среду, поскольку снабжены системой внутренней регенерации газов. Ниже приведены некоторые примеры конфигурации оборудования.

Вариант 1

Вариант 2

Соотношение времени автономии и мощности нагрузки при определенной емкости аккумуляторов связанно нелинейной зависимостью, но условно можно считать, что, например, при двукратном увеличении мощности время резерва уменьшится вдвое и наоборот. Кроме того, реальное время резерва существенно зависит от состояния АКБ в данный момент, степени заряда, температуры окружающей среды.

Далее можно сравнить экономические показатели двух вариантов резервных источников электропитания: ИБП и бензо-генератора с автоматическим запуском. Рассмотрим пример нагрузки из «Варианта 2». Допустим, что среднестатистически отключение электроэнергии происходит один раз в неделю на 10 часов. Ниже приведен грамотный расчет расходов за пять лет эксплуатации бензинового генератора с автозапуском.

Учитывая технические и экономические показатели сравниваемого оборудования, можно однозначно сделать вывод, что для обеспечения бесперебойного аварийного питания ответственной нагрузки малой мощности значительно эффективнее использовать соответствующие ИБП, а не генераторные установки.

Простой расчет: 171 750 – 38 500 = 133 250 рублей чистой экономии. Разница очевидна.

Цены на оборудование могут отличаться от указанных в статье.