Резервное электроснабжение загородного дома

1+

В связи со скорым наступлением дачного сезоны рассмотрим вопрос того, как обеспечить себе бесперебойное электроснабжение при периодическом отключении городской линии.

Пусть ситуация такова, что городское питание есть, но оно может отключаться как кратковременно (до часа), так и на весь день. А поскольку хочется, чтобы работали телевизор, холодильник, освещение и розетки, то надо озаботиться резервным питанием.

Я уже писал несколько статей про целесообразность солнечных батарей, и мы пришли к выводу, что солнечные батареи имеют смысл только если основного питания нет и не предвидится, а потребность в электричестве у нас очень маленькая (лампочка и розетка для ноутбука).

Для нашей задачи «питание есть, но отключается», солнечные батареи дадут немного энергии в летний период, но их установка никак не оправдывает себя по сравнению с системой «инвертор + аккумуляторы».

Итак, что представляет собой необходимая нам система.

В центре системы стоит инвертор. Инвертор — это устройство, которое выполняет три функции:

• При наличии города заряжает аккумуляторы и даёт питание на потребители в доме
• Генерирует из постоянного напряжения аккумуляторов переменное напряжение 230В для питания дом
• Автоматически переключает питание потребителей на аккумуляторы и обратно

Собственно, в инверторе есть блок питания, который делает из 230В 12 либо 24 либо 48 вольт постоянного тока для заряда аккумуляторов. Также там есть схема, которая из постоянного напряжения аккумуляторов делает 230В переменного тока, отсюда и название «инвертор» — он меняет направление тока 50 раз в секунду для генерации переменного.

Есть инверторы дешёвые, которые выдают на выходе модифицированный синус. То есть, синусоида получается ступенчатой, как на картинке.

Дешёвый инвертор — это, например, инвертор автомобильный, который вставляется в прикуриватель и из 12В делает 230В для работы ноутбука. Или более крупные и мощные инверторы, но недостаточно дорогие. Такой сигнал плох для техники, имеющей преобразователи питания, так как эти преобразователи от такого сигнала сильно греются (не буду сейчас объяснять почему, это не относится к теме) и их срок службы сокращается. Хорошие инверторы выдают сигнал «чистый синус», качество которого регламентируется ГОСТом, как правило, качество чистого синуса из инвертора даже выше качества сигнала городской линии.

Так вот, инвертор при наличии города заряжает аккумуляторы, а при пропадании города их разряжает. Причём хороший инвертор переключается почти мгновенно, даже компьютер перезагрузиться не успеет.

Мы обычно используем в проектах по резервному питания инверторы МАП Энергия, они производятся в Москве.

Это достаточно большой железный ящик, к нему подключаются город, дом и аккумуляторы.

Инверторы есть на 12, 24 и 48 вольт — это поддерживаемое ими напряжения массива аккумуляторов. Аккумуляторы резервного питания обычно 12-вольтовые, соответственно, чтобы получить 48 вольт, нам надо взять 4 аккумуляторы, 24 вольта — 2 аккумулятора. Я чуть позже напишу, как считать количество аккумуляторов, но сейчас важно знать, что если аккумулятора нам по расчётам надо 4, то лучше брать 48-вольтовый инвертор. Больше напряжение — меньше ток в проводах, значит, меньше потери напряжения и нагрев проводов.

Если нам нужно резервировать 3-фазную сеть питания дома, то нужны три инвертора. Можно использовать один массив аккумуляторов. Инверторы МАП Энергия умеют работать с 3-фазной сетью, их надо соединить между собой кабелем, чтобы они синхронизировались.

Помимо основных перечисленных выше функций хороший инвертор делает следующие полезные вещи:

• Контроль мощности потребления дома
• Логгирование данных и передача их на компьютер
• Контроль уровня заряда аккумуляторов, чтобы не разряжать их в ноль (это плохо для них)
• Автозапуск генератора, когда аккумуляторы садятся

Для последнего пункта — автозапуска генератора — требуется, чтобы генератор мог запускаться по сигналу типа «сухой контакт». На инверторе есть реле, которое включается и выключается при необходимости запустить или заглушить аккумулятор.

По сравнению с системой резервного питания «просто генератор» система «инвертор + аккумуляторы» имеет такие преимущества:

• инвертор переключает мгновенно. А генератор с автозапуском запускается секунд 20 или больше.
• инвертор сам переключает линии питания, а генератору нужен щит АВР (автоввода резерва)
• инвертор бесшумный, а генератор сами знаете
• инвертор и аккумуляторы можно поставить в доме, они ничего не выделяют в воздух. Генератору нужно отдельное помещение или навес.
• генератор дымит
• генератор требует бензин и масло
• срок службы генератора меньше срока службы инвертора и гелевых аккумуляторов

Важно оговориться, что если нам нужно много электричества (например, электронагреватели или мощные холодильники), то аккумуляторы нас не спасут, тут генератор нужен. Аккумуляторы — это для резерва на время кратковременных отключений.

Считаем количество аккумуляторов

Ёмкость аккумуляторов считается в ампер-часах. Автомобильный аккумулятор — это, как правило, 52 или 60 АЧ. Аккумулятор маленькой машины типа Daewoo Matiz — 40АЧ. Кстати, для резервного питания можно использовать автомобильные аккумуляторы, но у них срок службы 4-5 лет и их нельзя ставить в помещение — выделяют. Специальные аккумуляторы для систем резервного питания служат 10-12 лет, полностью герметичны и не требуют обслуживания.

Аккумуляторы резервного питания имеют ёмкость до 250АЧ. Самые распространённые — 200АЧ. Вес такого аккумулятора 65 кг.

Напряжение аккумулятора 12 вольт. Разряжается он не в ноль, а, скажем, до 10% ёмкости. Получается, что в аккумуляторе запасено 2160 Вт-часов электроэнергии. КПД хорошего инвертора МАП Энергия 96%, значит, фактически 200АЧ аккумулятор даст нам 2073 Вт-часов электроэнергии. Это означает, что холодильник со средним потреблением 100Вт-часов проработает 20 с небольшим часов от одного такого аккумулятора. Если среднее потребление дома посчитать как холодильник (небольшой и современный) + несколько светодиодных лампочек + небольшой телевизор + розетка для ноутбука, то получаем примерно 3 часа работы. Ставим 4 аккумулятора — получаем 12 часов автономной работы.

Если использовать какой-то мощный прибор, например, чайник на 1600Вт, который кипятит воду за 5 минут, то он израсходует 133 Вт-часов электроэнергии из аккумуляторов.  Вот такой расчёт. Нужно сориентироваться, сколько ватт-часов электроэнергии нам необходимо для резерва, понять, в скольких аккумуляторах они содержатся, подобрать инвертор на соответствующее напряжение и максимальную мощность дома.

Общий бюджет системы складывается из:

• аккумуляторов
• инвертора
• клемм на аккумуляторы
• УЗИП — устройство защиты от импульсных помех, очень полезная вещь
• кабеля от инвертора до аккумуляторов нужного сечения

Если в какой-то момент поймёте, что аккумуляторов не хватает, можно поставить ещё столько же параллельно. Можно добавить в систему солнечные батареи, подключив их через контроллер к аккумуляторам. Можно добавить генератор, который будет запускаться по сигналу от инвертора.

Можно при помощи инвертора и батарей зарезервировать не весь дом, а какую-то ветку электроснабжения: слаботочный шкаф, аварийное освещение, газовый котёл, насосы и так далее.

1+Я занимаюсь проектированием систем Умный Дом, слаботочных систем, электрики. Описание задач и вопросы можно присылать на mail@home-matic.ru. Подробнее (в частности, стоимость) можно прочитать здесь.Содержание статьи:

Природные факторы, нехватка инвестиций, ежегодное старение основных фондов систем электроснабжения часто приводят к поломкам и отключению электроэнергии. Обычно это случается в маленьких поселках, сельской местности. Поэтому для загородного коттеджа необходимо предусмотреть резервный источник электроснабжения. В современном доме все функционирует с помощью электричества. Если отключение котельной, водоснабжения произойдет при отсутствии хозяев, зимой, в морозы, коттеджу будет нанесен существенный ущерб. Поэтому без резервного электроснабжения загородного дома обойтись невозможно. Оно необходимо при скачках напряжения в сети выше нормы. Стабилизаторы не справляются с ними, бытовое оборудование выходит из строя. Надежный источник бесперебойного питания или инвертор автоматически удержит заданную величину.

На какое время нужно рассчитывать источник

Автономная система электрического питания может обеспечить бесперебойную работу всего оборудования дома

Грамотный подход к бесперебойному электроснабжению частного дома должен учитывать периоды времени, частоту отключений тока. Краткосрочные и средние периоды отсутствия электроэнергии бывают по причине аварий или капризов погоды. Длятся от 12 до 24 часов. Длительные, в несколько суток, могут происходить при бедствиях стихийного характера. Оборудование должно мгновенно среагировать на отключение напряжения, обеспечить работу всех систем в доме или на даче в течение нужного времени.

Для правильного выбора источника питания необходимо учесть:

• продолжительность отключений электроэнергии в данной местности;
• какой тип потребителей электроэнергии в доме, если есть оборудование, которому нужны три фазы и 380 В – однофазный источник с 220 В сюда не подойдет;
• величины токов, которые оснащение использует в нормальном и пиковом режиме.

Если возникают сомнения, можно пригласить электрика, который учтет все важные моменты и поможет подобрать оборудование.

Способы подключения источников резервного электроснабжения

Для небольшого срока отключения подойдет резервное электроснабжение дома от ИБП с АКБ

Бесперебойные системы для обеспечения резервного электроснабжения бывают одно- и двухступенчатые. Одноступенчатая схема включает инвертор и аккумуляторные батареи достаточной мощности, чтобы хватило энергии на несколько часов. Аккумуляторы заряжаются от сети. В случае аварийного отключения центрального электроснабжения система мгновенно автоматически переходит на режим питания дома. Гибридные инверторы позволяют добавлять мощность. Если от сети приходит 5 кВт, на выходе можно получить от 9 до 29 кВт.

Для длительных отключений электроэнергии подойдет двухступенчатый способ. Система состоит из источника бесперебойного питания (ИБП), аккумулятора, генератора. Генераторные установки работают на газе, бензине, солярке. В качестве топлива используют энергию ветра и солнца.

В резервную систему подключают жизненно необходимое оборудование – компоненты отопления, водоснабжения, аварийное освещение, одну – две розетки для бытовой техники. Минимальная мощность источника питания для дома площадью до 300 квадратных метров составит 2 кВт.

Инверторный генератор Honda EU10i

Можно приобрести резервную систему электроснабжения для подключения всего оснащения коттеджа. От нагрузки будет зависеть ее комплектация и стоимость.

Для небольшого дома оптимальный вариант – использование компактных и недорогих источников электроэнергии.

1. Инвертор уже имеет функцию автоматического включения. С блоком аккумуляторных батарей его размещают в подсобном помещении. Работает без подзарядки в течение 24 часов. Стоит недешево, но бесшумный, не требует дополнительных вложений и присмотра.
2. Недорогой компактный бензиновый, дизельный генератор можно просто выкатить из дома, или разместить в открытой уличной пристройке. Их не комплектуют автоматической схемой запуска, а включают вручную. Имеют небольшую стоимость. Хорошо подходят для дачного домика.
3. Если жилье имеет централизованное газоснабжение, в отдельном помещении или на улице можно установить газовый генератор.

В стационарных резервных системах электроснабжения больших загородных коттеджей используются генераторы, солнечные батареи, геотермальные источники.

Разновидности генераторов

При выборе генератора для автономного резервного источника электроснабжения необходимо учитывать не только стоимость комплекта оборудования, но и цену топлива. Параметры места для размещения и эксплуатации должны отвечать нормам и правилам. Это тоже немалые вложения.

Газовые генераторы

Газовый генератор

Можно размещать в неотапливаемом помещении. Создают мало шума. Для сжиженного газа нужны специальные емкости – газгольдер или баллон. Одного баллона на 50 литров хватит на 15 часов электроснабжения небольшого дома. Если использовать магистральный газ, необходимо правильно сделать вытяжную вентиляцию в помещении. Оформить и согласовать с газовыми службами пакет документов для подключения объекта.

Бензиновые генераторы

Бензиновый генератор DDE GG3300P

Достоинства: возможность работать при минусовых температурах, доступность топлива. Имеют моторесурс на 5-7 часов работы, затем нужен перерыв в 1 час. В базовый комплект поставки автоматика не входит. Ее нужно покупать устанавливать, настраивать отдельно. Разрешение на эксплуатацию не требуется.

Дизельные генераторы

Могут работать в любых погодных условиях. Экономичны – расход топлива в 1,5 раза меньше, чем у бензиновых. Время работы – 6-15 часов, в зависимости от емкости бака для топлива. Недостатки: шум, выхлопные газы, дорогое техобслуживание по сравнению с бензиновыми. Для запуска в морозные дни необходимо предусмотреть хранение топлива в теплом помещении.

Нетрадиционные источники питания

Схема самодельного ветрогенератора

К ним относятся ветряные генераторы, которые будут работать только в местах, где постоянно дует ветер. Геотермальные установки, использующие горячую воду из недр земли. Но такая вода насыщена минералами и токсинами. Сливать ее в открытые источники нельзя.

Солнечные батареи

Резервное электропитание загородного дома с помощью солнечных батарей – недешевое, но хорошее решение вопроса. Оборудование экологически чистое, бесшумное. Комплект состоит из модулей, контроллера, инверторного блока, аккумуляторных батарей. Недостаток – высокая цена.

Возможны варианты комбинированного использования разных источников резервного питания.

Планируя установку бесперебойного электроснабжения дома, необходимо учесть все факторы работы системы: стоимость оборудования, топлива, обслуживания, монтажа, дополнительные расходы.

RMNT.RU В /В  Статьи и обзоры В /В  Инженерные системы В /В  Электроснабжение

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

Материалы из сети:

Читайте также

Как выбрать люстру для кухниЛампы вВ стиле ретро: плюсы, минусы, примерыФотогальваническая черепица: перспективы применения иВ особенности монтажаОбзор фасадных светильников: эстетические особенности иВ специальные функцииКритерии выбора бензогенератораТренды для уличного освещения иВ садовой мебели-2020Люксметр: зачем нужен иВ где используетсяФитолампы для комнатных растений иВ рассадыВарианты подсветки лестницы вВ домеТри преимущества современных LED-технологийВыбираем цветовую температуру светодиодной лампыЗаземление вВ квартире: зачем необходимо иВ как создать

Специальные предложения

Используемые источники:

• https://home-matic.ru/2017/04/rezervnoe-pitaniya-dlya-dachi/
• https://strojdvor.ru/elektrosnabzhenie/kak-sdelat-rezervnoe-elektrosnabzhenie-dlya-chastnogo-doma/
• https://www.rmnt.ru/story/electrical/rezervnoe-elektrosnabzhenie-doma-ibp-generator-avtozapusk.1007206/