Sigurnosni sustav napajanja za dom - značajke uređaja i rada

Tehnološki napredak ne miruje. Stanovnici višestambenih zgrada u glavnim gradovima počinju zaboraviti slučajeve produljenog nestanka i sve probleme povezane s njima. Međutim, za ostatak stanovništva to pitanje još nije u potpunosti riješeno.

Pitanja rezervne struje za vlasnike samostojeće privatne kuće ili vikendice još su uvijek aktualna. Naša država još nije u mogućnosti u potpunosti osigurati visokokvalitetnu električnu energiju.

Kako je rezervni sustav napajanja za dom

Sastav klasičnog kompleksa tehničkih sigurnosnih uređaja

Da biste osigurali normalan rad električnih uređaja u kućanstvu u slučaju gubitka vanjske električne energije, koristite:

• skup baterija koji stvaraju ukupni napon od 12, 24, 36 ili 48 volti;

• pretvarač koji pretvara istosmjernu struju baterije u izmjeničnu 220V.

Moderni sustavi ne bave se samo viškom, čija se funkcija u nedavnoj prošlosti često obavljala ručnim prebacivanjem pogona, već osiguravaju neprekidno napajanje električnom energijom u automatskom načinu rada bez ljudske intervencije.

Uređaji za neprekidno napajanje (UPS)koji rade u shemi izrade sigurnosnih kopija u izvanmrežnom stanju, u stanju normalnog opterećenja obavljaju 2 funkcije:

1. pratiti stanje primarne električne mreže filtrirajući naponske snage i elektromagnetske smetnje u njoj;

2. napunite bateriju da održi svoj naziv.

Kad parametri vanjske opskrbne mreže nadiđu kritične vrijednosti ili se napajanje potpuno isključi, UPS automatizacija ponovno povezuje opterećenje na pretvaraču, koji uzima istosmjernu struju iz baterija.

Sustav automatizacije temeljen na regulatoru često je integriran u dizajn modernog pretvarača. Gornja slika prikazuje uvjetnu podjelu potrošača električne energije u dvije skupine s asinhronim elektromotorima i napajanjem elektronike. Obično se uključuju na mjesto u stanu.

Taj se sklop rezervnog izvora obično naziva aktivnim jer stalno nadzire mrežne parametre, povezujući autonomno napajanje sa opterećenjem nakon što utvrdi da je došlo do kvara u krugu napajanja. Ovom metodom automatizacija zahtijeva barem malo, ali sasvim određeno vrijeme za analizu situacije i izvršavanje prebacivanja. U tim se trenucima formira kratka mrtva vremenska stanka.

Njegova obvezna prisutnost glavni je nedostatak ovog sustava, ali u praksi nema poseban učinak na rad kućanskih aparata. Napokon, rotirajući električni motori i dalje djeluju po inerciji, nemaju vremena za zaustavljanje, a elektronički sklopovi računalnih uređaja sa mikroprocesorom spojeni su na rezervno napajanje UPS-a koristeći se potpuno istim algoritmima.

Kako smanjiti opterećenje pretvarača i baterije

Prilikom prebacivanja možete smanjiti gubitke energije koji se javljaju u krugu i produljiti vijek trajanja baterije na nekoliko načina.

Rasvjetne svjetiljke

Organizacija rezervnog elektroenergetskog sustava i njegovi troškovi usko su povezani s potrošnjom energije mreže. Stoga se pitanju štednje električne energije i prelasku na tehnologije za uštedu energije treba obratiti posebna pažnja.

Da biste smanjili opterećenje pretvarača, a ujedno i veličinu naboja rasvjete, jednostavno možete zamijeniti obične žarulje sa žarnom niti fluorescentnim, halogenim, štede energiju (kompaktno fluorescentno) ili LED svjetla.

Također možete podijeliti izvore električne svjetlosti u dvije skupine:

1. trajna uporaba;

2. dežurna lokalna rasvjeta.

Pri prelasku na pretvarač s rada, to će omogućiti uporabu samo ograničenih izvora, a sve ostale treba priključiti isključivo prema potrebi.

Pojednostavljenje algoritama za kućanske uređaje

Gotovo svi elektronički uređaji (televizori, računala, telefoni i drugi uređaji) imaju izvor napajanja koji iz promjenjive mreže 220 stvaraju izravni napon od 12 volti. Mogu se izrađivati ​​ugrađeni dizajni ili udaljeni, poput prijenosnog računala.

Kad se takvi prijemnici električne energije napajaju iz pretvarača, a ne iz vanjske mreže, tada se kod uobičajene sheme povezivanja događa dvostruka pretvorba energije:

• prvo, pretvarač uzima napon od 12 volti iz helijevih baterija i pretvara ga u ≈220, koji se napaja u prijenosno računalo, kao u našem slučaju;

• tada se jedinica za napajanje ovih uređaja ≈ 220 V ponovo ispravlja na ± 12 V.

Sasvim je logično izuzeti takve procese iz algoritama i pri prelasku na rezervno napajanje upotrijebiti sklop kad regulator pretvarača izravno napaja 12-voltni napon akumulatora na sve elektroničke komponente računala bez trošenja energije na njegovu dvostruku pretvorbu. To se može postići stvaranjem kruga paralelnih otvora za spajanje helijevih baterija na takve uređaje.

No, gornji primjer s prijenosnim računalom prikazan je samo kako bi pokazao princip konstrukcije sigurnosne sheme napajanja, iako samo mobilno računalo ima ugrađenu bateriju koja obavlja funkcije UPS-a.

Kad se vanjski izvor napajanja isključi u sličnom krugu, smanjuje se opterećenje pretvarača i baterije kao cjeline.

Rezerva energije sunca, vjetra, vode, motora sa unutrašnjim sagorijevanjem

Ispravno odabranim krugom, helijeve baterije mogu dugo vremena rezervirati snagu, ali njihov kapacitet nije beskonačan. Doći će vrijeme kada će zahtijevati ponovno punjenje.

Za to se obično koristi energija drugih izvora struje:

• solarna baterija;

• elektromagnetsko polje radnog generatora.

Korištenje solarne energije

Dizajni solarnih ćelija stalno se poboljšavaju, popularni su. Sve se češće mogu naći ne samo u rezervacijskim sustavima kućanskih potrošača, nego i kao glavni izvori električne energije.

Pri korištenju solarnih ploča važno je prilagoditi algoritam rada regulatora tako da solarna energija ne samo da podržava kapacitet helijevih baterija, već i izravno teče do potrošačkih napajanja elektroničkim krugom, opskrbljujući ih električnom strujom.

Pročitajte više o korištenju solarnih panela u sustavu rezervnog napajanja ovdje: Solarne elektrane za dom

Korištenje generatora

Za kućnu upotrebu, rotacijski izmjenični strojevi. Imaju generatore prema omjeru okretnih elektromagnetskih polja rotora i statora:

1. sinkroni;

2. asinkroni.

Prvi su dizajni složeniji i dobro percipiraju induktivna opterećenja stvorena rotirajućim elektromotorima, ali su skuplja.

Asinkroni generatori uglavnom su dizajnirani za opskrbu aktivnim opterećenjima žarulja sa žarnom niti u krugovima rasvjete, toplinskim električnim grijačima (TEN) i sličnim uređajima. Za opskrbu reaktivnih potrošača potrebno je osigurati značajnu granicu snage generatora, jer oni slabo podnose asimetrične komponente prijelaznih tvari koje se javljaju u krugu prilikom pokretanja elektromotora.

Za promicanje i održavanje rotacije rotora generatora potrebno je na njega primijeniti moment. Njegov izvor može biti energija:

• vjetar;

• vodene struje;

• motor s unutarnjim izgaranjem.

Energija vjetra za dom

Pripada ekološkoj tehnologiji za proizvodnju električne energije.Međutim, rezervni sustav napajanja za dom, koji se temelji na hvatanju energije vjetra, ne mora uvijek biti učinkovit. Količine i brzine zračnih masa koje se kreću u atmosferi u različitim klimatskim uvjetima znatno se razlikuju.

U većem dijelu Rusije vjetrovi nisu stalni, ovisno o mnogim razlozima, uključujući doba godine i vremenske uvjete. Nadgleda ih i prikuplja meteorološka služba. Iz njihovih mjerenja možete samo približno procijeniti učinkovitost korištenja vjetroagregata za generiranje i prijenos okretnog momenta na generator.

Na snagu koju generira vjetrovni generator utječu i:

• dizajn vjetroagregata;

• izbor mjesta i visine rotora;

• ispravna instalacija;

• primijenjena sklopka i mnogi drugi faktori.

Pročitajte više o korištenju energije vjetra ovdje: Vjetroelektrani u Rusiji - kako odabrati, instalirati i izbjeći razočaranje 

Korištenje energije vode u pokretu

Uporaba hidroelektrane u kući može uvelike olakšati život vlasnika kuće. Ali rijeke i potoci ne teku uvijek u blizini naših domova ...

Osim toga, naši ribnjaci se zimi obično smrzavaju, prekriveni slojem debelog leda. A to uvelike komplicira napajanje, ali ne isključuje u potpunosti njegovu uporabu.

Suvremene tehnike za ugradnju hidrauličkih turbina ispod dubine formiranja leda omogućuju potrošnju energije iz pokretnih protoka vode tijekom cijele godine.

Za uzorkovanje snage hidrauličkog protoka kod kuće najbolje su prikladne jednostavne bešavne hidroelektrane. Mogu se izvesti na temelju:

• vodeni kotač;

• propeler;

• rotor Daria;

• hidroelektrana vijenca.

Korištenje toplinske energije goriva u motoru s unutarnjim izgaranjem

Moderni ICE za kućne generatore rade na:

• benzina;

• dizelsko gorivo;

• prirodni ili ukapljeni plin.

Generatori plina obično su dizajnirani za proizvodnju električne energije relativno malog kapaciteta nekoliko sati. Oni su stvoreni vodenim ili ravnomjernim rashladnim sustavom, opremljeni asinkronim generatorima.

Dizajn benzinskih motora ne zauzima mnogo prostora, kompaktan je, pogodan za transport. Često se koriste za napajanje vikendica, izvođenje kratkih građevinskih radova gdje nema stacionarne električne mreže.

Ali za dugoročno napajanje snažnih potrošača u ekstremnim radnim uvjetima oni nisu prikladni.

Dizel generatori za domaću upotrebu stvorene su snažnije. Ovisno o dizajnu sustava hlađenja motora, mogu se oblikovati za kontinuirani rad.

Proizvođači ih proizvode s sinkronim ili asinkronim generatorima, sustavima za kontrolu napajanja i automatizacijom različitih složenosti. Popularni su dizajni DES modularnih spremničkih uređaja.

Prisutnost ABP funkcije proširuje mogućnosti dizelskih elektrana u rezervnim elektroenergetskim sustavima za dom.

Međutim, oni, poput benzinskih motora, u atmosferu ispuštaju toksične proizvode izgaranja, stvaraju puno buke, vibracija. To zahtijeva usvajanje posebnih tehničkih mjera za smanjenje tih štetnih čimbenika.

Elektrane na proizvodnju plina radi na prirodnom ili ukapljenom plinu. Priključeni su na stacionarnu plinsku mrežu ili spremnike za ukapljeni plin. Trošak njihovog rada je niži nego na benzinskim i dizelskim stanicama zbog niže cijene plina.

Mogu uključivati ​​asinhrone ili sinkrone generatore, automatizacijske sustave različitih složenosti. Najčešće se izrađuju u kontejnerskoj verziji za dugotrajan neprekinuti rad u automatskom načinu rada, s mogućnošću daljinskog upravljanja i nadzora.

Uz to, emisije produkata izgaranja u atmosferu iz ovih motora karakterizira nizak sadržaj štetnih tvari.

Širok izbor izvora napajanja različitih kapaciteta i dizajna, korištenjem energetskih nosača dostupnih za određeno područje, omogućuje vlasniku kuće da odabere najprikladniji rezervni sustav napajanja za svoje potrebe.

Pročitajte i na ovu temu: Kako su uređeni i rade neprekidni izvori napajanja?