Меню

Что такое тип автономного питания

Системы автономного электроснабжения

Система автономного электроснабжения (САЭ) обеспечивает электропитанием отдельно от основной сети и активно используется в загородных домах и коттеджах.

Система автономного электроснабжения состоит из:

  1. Источника электропитания, который должен получать какую-либо энергию для преобразования ее в электрическую. Разные виды генераторов способны работать на разных видах газообразного либо жидкого топлива, на энергии солнца или ветра;
  2. Системы, которая преобразует постоянный ток в переменный;
  3. Автоматического механизма запуска работы генератора;
  4. Механизма наблюдения за работой устройства – блока коммутации;
  5. Батареи для накопления выработанной электроэнергии;
  6. Проводки для передачи энергии из основной сети;
  7. Механизма для стабилизации напряжения.

Ограниченные автономные системы электроснабжения

Для функционирования ограниченных автономных систем необходимо присутствие только необходимых подсистем и устройств. Работа с ограничениями будет возможна:

  • Без стабилизатора, но не будет определенного вида тока;
  • Генератор не обязателен, как и система автоматического запуска. Может отсутствовать и блок коммутации, однако придется пользоваться только электричеством, накопленным в аккумуляторах;
  • Без батарей и инвертора – временной промежуток между работой генератора составляет несколько минут, а период работы несколько часов;
  • Автономная работа генератора дает возможность получать электроэнергию без подключения к сети

Принцип работы автономной системы питания

Система автономного электроснабжения генерирует электричество из других видов энергии. Блок батарей приобретает заряд.

При отключении от внешней сети инвертор в ту же секунду начинает потреблять электроэнергию от заряженного аккумулятора. Контролирует этот процесс блок коммутации.

Режим генератора обеспечивает включение тока через источник электричества. Электричество начинает заряжать аккумулятор вновь, батареи приобретают заряд.

Если система перегрелась и генератор больше не может выполнять свои функции, пока не остынет, либо если аккумулятор уже зарядился на 100% и нет смысла продолжать его наполнение электроэнергией, то система выключается, и энергия больше не идет от генератора.

Особенным плюсом устройства является то, что время его работы может быть неограниченным. Обычный генератор имеет лимит периода рабочего процесса до двенадцати часов.

Но САЭ ограничена максимальным количеством заряда, который зависит от емкости батарей. Когда заряд исчерпан, то ток прекращается и устройство нуждается в дополнительной подзарядке.

Современные прогрессивные устройства автономной генерации электроэнергии

Современные прогрессивные устройства различают по принципу пропорциональности:

  • Номинальная мощность инвертора должна быть такой же, как и у устройства стабилизатора. Наибольшую кратковременную мощность можно узнать по нагрузке, которую они выдерживают одновременно.
  • Генератор должен быть мощнее по номинальному показателю минимум в два раза. Его номинальная мощность должна обязательно быть выше средней.

По принципу совмещения:

    Стабилизатор в новых моделях совмещен с инвертором.

  • Система включения генератора не только работает автоматически, но и встроена в пуск коммуникации, что дает компактность и удобство эксплуатации.
  • Генератор электрической энергии совмещен с батарейным блоком и устройством инвертора. Таким образом, отсутствует лишнее преобразование тока с постоянного в переменный и с переменного в постоянный.
  • Особенно популярны в последние годы устройства генерации электроэнергии, которые работают на газе. При этом может использоваться и природный газ и сжиженный. Этот вариант получил наибольшее распространение среди потребителей благодаря своей экономичности и широко представлен в выставочных экспозициях.

    Отпускная цена генератора, работающего на газообразном топливе, значительно ниже, чем устройств, которые работают на бензине или дизеле. Иногда она выгоднее в десять раз.

    Электрогенераторы систем электроснабжения

    Электрогенераторы для питания систем электроснабжения: бензиновые, дизельные, газовые – изготавливаются многими компаниями, почти все из них закупают движки на стороне и на их базе изготовляют электростанции.

    • Производитель мотора. Более высококачественными считают Honda, причём движки «по технологии Honda», «аналог Honda» такими не считаются.
    • Расположение цилиндров желательно рядное, месторасположение клапанов — верхнее (обозначается OHV).
    • Мощность электростанции. Более значительный параметр. Для системы самостоятельного электроснабжения рекомендовано взыскивать двукратную мощность от номинальной потребляемой. Это даст, не изменяя числа покупателей, заряжать батареи, формируя запас времени для замораживания электродвигателя. Предельная номинальная мощность мотора зависит от суммы потребляемой мощности и от предельного тока зарядки. К примеру, при потребляемой мощности 1200 ВА, при наивысшем токе зарядки 50 А и напряжении зарядки 14 В, нужно производить 1900 ВА.
    • Тип горючего. Более долговременными считаются дизельные генераторы, далее идут газовые, потом — бензиновые. Ресурс дизельных в полтора раза больше, чем бензиновых. Цена на 1 кВт*ч ниже всего у газовых электрических станций. Причём цена 1 кВт*ч у станций, работающих от природного газа невысокого давления, приблизительно в 10 раз ниже, чем у поставщиков городской электросети.
    • Тип самого генератора. Синхронный генератор разрешает краткосрочно производить мощность в 2-4 раза больше номинальной и подходит для питания электроприборов с высочайшими стартерными токами. Асинхронный не имеет возможности выдавать мощность больше номинальной, но содержит ресурс и не чувствителен к замыканию.
    • Для бензиновых электродвигателей принципиальна численность цилиндров. Если цилиндр только один, высока возможность залива свечки, в результате чего он не заведётся.
    • Для газовых электрогенераторов аннотация на русском языке должна быть в обязательном порядке, газогенераторы без памятки на русском языке к перепродаже запрещены.
    • Электростартер обязателен. Как правило, производятся синхронные генераторы, работающие в режиме стартера.
    • Стоимость электричества. Как правило, с повышением номинальной мощности цена сокращается, но малое употребление горючего электрогенератором нельзя не принимать во внимание.
    • Ёмкость бака и потребляемый объем горючего.
    • Уровень шума. Высококачественные электрогенераторы снабжаются глушителями с небольшим уровнем шума. Дополнительно понизить шум могут помочь звукопоглощающие кожухи.
    • Вес генератора, присутствие колес для комфортной транспортировки.
    • Счетчик моточасов. Нужен для актуального технического обслуживания.
    • Наличие встроенного автомата пуска (САП).
    Читайте также:  Значение правильного питания кратко

    Особенности автономные систем электроснабжения

    Автономные энергоустановки пользуются большим спросом как у частных лиц – владельцев загородных домов, дач, коттеджей, так и у представителей бизнеса – начиная от небольших станций техобслуживания, кафе, магазинов и заканчивая крупными промышленными предприятиями, строительными компаниями, инфраструктурными объектами.

    Главная цель автономных систем электроснабжения – обеспечение независимости объекта (здания, сооружения, комплекса) от центральных энергоснабжающих систем или возможность энергоснабжения объектов в тех районах, где отсутствует возможность подключения к электрическим сетям.

    Применение автономных систем электроснабжения

    Автономные энергосистемы применяются на таких объектах, как:

    • коттеджные и дачные поселки, новые микрорайоны;
    • производственные предприятия, для которых имеет решающее значение непрерывность производственного процесса;
    • военные объекты;
    • учреждения здравоохранения;
    • телекоммуникационные объекты;
    • ЦОДы;
    • объекты торговли и оказания услуг, расположенные в неэлектрифицированных районах;
    • частные дома, коттеджи, дачи;
    • временные объекты – кемпинги, пляжные и рекреационные зоны, площадки проведения мероприятий (спортивных, общественных, музыкальных и т.д.);
    • сельскохозяйственные объекты.

    Представленный перечень далеко не полный – сегодня возможность иметь автономный источник энергии привлекает потребителей из самых разных сфер деятельности.

    Виды генераторов для автономных систем электроснабжения

    Для автономного электроснабжения применяются различные источники энергии. Наиболее востребованы – электрогенераторы. Такие генераторы являются полноценными автономными электростанциями, состоят они из двигателя и непосредственно генератора электрического тока.

    Электрогенераторы различаются по типу топлива, которое используется для работы двигателя, и бывают бензиновыми, дизельными и газовыми.

    Бензиновые автономные системы электроснабжения просты в использовании, компактны и недорого стоят, но расходуют много топлива, поэтому их целесообразно использовать в качестве резервного источника тока.

    Дизельные электростанции стоят дороже бензиновых, их конструкция сложнее, но в эксплуатации они более экономичны и требуют меньше затрат. Такие установки используются для организации полнофункциональных автономных систем электроснабжения на различных объектах.

    Газовые системы используются на крупных промышленных и инфраструктурных объектах. Они отличаются большими габаритами и высокой ценой, при этом производят энергию с очень низкой себестоимостью и имеют очень длительный срок службы.

    Альтернативные системы и источники энергии

    Наряду с электрогенераторами для организации автономных систем электроснабжения может быть использовано оборудование, работающее на альтернативных источниках энергии.

    Наиболее распространенным является энергия ветра – такие установки успешно используются в горных районах Алтая, Урала и Хакасии, а также в северных прибрежных районах России, а за рубежом использование энергии ветра уже давно позволяет экономить на энергоресурсах огромные суммы.

    Менее распространено в нашей стране использование солнечного света для получения энергии – это связано с неравномерным световым днем в ряде регионов и с высокой стоимостью внедрения таких систем. Тем не менее, частные коттеджи используют солнечные панели уже давно для организации автономного электропитания.

    В то же время в зарубежных странах, климатические особенности которых предполагают большое количество солнечных дней, использование энергии солнца развито очень широко. Например, в странах ЮВА солнечная энергия – один из главных источников получения электричества. Панели там стоят недорого, они просты в монтаже и обслуживании и позволяют производить электроэнергию в необходимом количестве для любых объектов.

    Солнечные и ветряные электростанции имеют два важных преимущества перед станциями, работающими на топливе – во-первых, они используют возобновляемые ресурсы, во-вторых, не приносят вреда экологии.

    Системы автономного электроснабжения на выставке

    На выставке «Электро» представлены передовые достижения в области автономного электроснабжения и автоматических систем от отечественных и зарубежных производителей.

    Также на выставке будет демонстрироваться другое современное электрооборудование и новинки светотехники.

    Источник

    Типы автономных источников питания

    Основным элементом источников бесперебойного питания являются аккумуляторы. Именно они определяют основные параметры устройства, и именно от них зависит время работы от автономного источника питания. Современные аккумуляторы можно классифицировать по двум направлениям: согласно их конструктивному типу и соответственно электролиту.

    Типы аккумуляторных батарей согласно их конструкции

    Свинцово-кислотные аккумуляторы являются самым распространенным источником автономного питания для ИБП. Благодаря их низкой стоимости, высокой надежности, низкому самозаряду и стабильному напряжению, такие батареи заняли лидирующие позиции. А возможность работать в широком диапазоне температур и способность к зарядке более 1000 раз сделали их по-настоящему незаменимыми.

    Читайте также:  Спаржа при раздельном питании

    Никелево-металлогидридные автономные источники электричества не получили должного распространения, хотя известны на рынках АКБ довольно давно. Главной причиной их непопулярности стоит назвать довольно сложное обслуживание. Но между тем, данные батареи обладают высокой удельной емкостью, большой энергетической плотностью, не теряют свой заряд даже после длительной эксплуатации и обеспечивают стабильную работу устройств.

    Аккумуляторы с технологией Li-Ion начали массово внедрять на рынок еще в 90-х годах. Такие источники питания можно считать самыми многообещающими – при маленьком собственном весе они способны долгое время обеспечивать электроэнергией довольно «прожорливого» потребителя. Но из-за сложного процесса подзарядки, который нуждается в специальном оборудовании, распространение таких батарей замедленно.

    Аккумуляторы технологии Ni-Cd используют в своей работе взаимодействие никеля и кадмия. Маленьким размер и небольшой вес, способность к многочисленной перезарядке, а также недорогая цена и высокая надежность, должны были сделать их самыми популярными. Но высокотоксичные вещества, находящиеся в их составе, препятствуют этому.

    Деление батарей согласно их электролиту

    Согласно типу рабочего вещества, все аккумуляторы для ИБП можно разделить на:

    1. Батареи с жидким электролитом
    2. Гелиевые батареи
    3. Батареи по технологии AGM

    В батареях с жидким действующим веществом, коим является серная кислота, главным недостатком является то, что работая, они выделяют токсичные пары, которые пагубно сказываются на здоровье.

    Гелиевые аккумуляторы в качестве рабочего вещества используют все те же вещества, но совместно со специальным загустителем, который превращает вещество в гель. Таким образом, снижается количество выделяемых паров и повышается их экологичность.

    Технология AGM предполагает использование жидких электролитов совместно со специальными волокнами. Тем самым блокируется выделение газа, что благоприятно сказывается на свойствах всей батареи.

    Источник

    

    Автономное питание. Виды и работа. Источники и применение

    Строительство в редко заселенной местности сопровождается рядом трудностей. С одной стороны проживание на окраине является залогом тишины, покоя и положительной экологической ситуации. В то же время в таких местах имеются проблемы с инфраструктурой и коммуникациями. Отсутствие электричества является основной проблемой, которую нужно решать в первую очередь. Прокладка электрической линии от центральной сети стоит дорого, поэтому экономически выгодным решением будет автономное питание участка.

    Преимущества и недостатки внедрения автономного питания
    Неоспоримым достоинствам перехода на собственную электросеть являются:
    • Полная независимость от централизованного электроснабжения.
    • Меньшая себестоимость 1 кВт электричества при использовании альтернативных источников энергии.
    • Стабильность электроснабжения.
    • Возможность продажи избыточно сгенерированного электричества в сеть.

    Имея в своем распоряжении систему автономного питания дома можно бесперебойно получать электричество даже в те моменты, когда окружающие его временно лишены по причине выполнения ремонтных работ на ЛЭП.

    Автономные системы имеют и недостатки. К ним можно отнести:
    • Дороговизна оборудования.
    • Потеря полезного пространства, требуемого на размещение оборудования.
    Альтернативные источники энергии для питания дома
    Сейчас развитие технологий позволяет использовать в качестве источника электроэнергии следующие системы:

    Все эти виды оборудования имеют разную стоимость, а также рентабельность. Кроме этого для их установки требуется соблюдение определенных условий, что не всегда возможно в отдельных случаях. Это в первую очередь зависит от местонахождения участка и прочих факторов.

    Бензиновые и дизельные генераторы

    Такие генераторные установки являются самыми безотказными, при этом они стоят дешевле прочих систем. К сожалению, сама себестоимость получения 1 кВт энергии у них очень высокая. Такое оборудование представляет собой двигатель внутреннего сгорания, который подключается к генерирующей электричество катушке. Мотор раскручивает ее, а она в свою очередь создает электрический ток.

    Самыми компактными являются бензиновые генераторы. Они бывают очень легкими, но в таком исполнении по мощности способны обеспечить энергией только несколько слабых бытовых приборов, таких как телевизор, вентилятор и освещение. Более серьезные генераторы выдают достаточно энергии для полноценного пользования всем имеющимся бытовым оборудованием в доме. И они довольно производительны чтобы запитать серьезные потребители, такие как духовой шкаф, микроволновая печь или водонагревательный бойлер.

    Самыми громоздкими, но и выгодными в плане соотношения затрат на топливо и получаемую энергию являются дизельные генераторы. Но они, как и бензиновое оборудование, редко используются как полноценное автономное питание. Дороговизна получения энергии вынуждает их применять только в качестве резервного источника на момент перебоев с центральной электросетью.

    Расход дизельного генератора для получения 1 кВт в час составляет 250 г горючего. Таким образом, даже при использовании генератора для питания только телевизора, холодильника и светильника, за час будет сжигаться примерно литр дизельного топлива. Постоянно платить такую цену за столь малый объем электричества абсолютно невыгодно.

    Кроме высокой себестоимости такое оборудование не лишено и прочих недостатков:
    • Шумность в работе.
    • Необходимость в ручной периодической дозаправке бака.
    • Невозможность круглосуточной непрерывной работы, поскольку оборудование нуждается в охлаждении.
    • Сложности с запуском в холодное время года, особенно дизельных генераторных машин.
    Читайте также:  Пирамида питание примерное меню

    Поскольку такое автономное питание применяется как временное при перебоях в центральной электросети, то оно зачастую подключается к нему параллельно. Кроме самого генератора, со встроенным в него инвертором для преобразования электроэнергии из постоянного тока в переменный, применяется еще система автоматического пуска. Она берет на себя обязанность запуска электрогенератора при отключении питания в центральной сети. Оборудование может настраиваться под различные параметры. К примеру, генератор запускается через 2 или 3 минуты после пропажи электричества. Таким образом, отпадает необходимость в обычном ручном запуске. Как только напряжение в центральной сети снова начнет поступать, оборудование самостоятельно отключиться и двигатель генератора остановится.

    Автономное питание на солнечных батареях

    Такое автономное питание является намного предпочтительнее, чем топливные генераторы на двигателях внутреннего сгорания. Самым главным достоинством подобных систем является очень низкая себестоимость получения 1 кВт энергии. Для работы солнечной батареи требуется только солнечный свет, который достается даром. Принцип таких систем заключается в преобразовании световых фотонов в свободные носители электрического заряда.

    Чтобы такая система выдавала действительно достаточную мощность для работы бытовых приборов в доме, требуется, чтобы она имела большую площадь. Один квадратный метр поверхности солнечной батареи обеспечивает мощность около 100 Вт, при напряжении до 25 В. Это очень мало, и достаточно только для медленной зарядки аккумуляторной батареи или питания лампочек освещения.

    Чтобы солнечная батарея могла давать электрический ток требуемых параметров, требуется установка дополнительного оборудования:

    Инвертор преобразует постоянное напряжение в переменное, доводя его под идентичные параметры с электричеством на 220В с центральной сети. В отдельных случаях солнечную батарею можно подсоединять к оборудованию нечувствительному к параметрам напряжения. Это может быть нагревательный ТЭН подогревающий воду для хозяйственных нужд или в системе отопления.

    Чтобы получить все преимущества использования электростанции требуется накопление избыточной энергии для ее применения в последующем. Такой источник энергии позволяет генерировать электричество только днем при достаточно ярком солнечном свете. Ночью батареи полностью бесполезны. Для решения данной проблемы применяется контроллер заряда, который осуществляет подзарядку аккумулятора. Накопленное на нем электричество полностью или частично расходуется вечером и ночью, а с утра заряд снова восполняется от солнечных панелей.

    На первый взгляд солнечные панели это абсолютно идеальное решение, когда требуется экономически выгодное автономное питание дома.

    Однако такие системы не лишены и недостатков:
    • Высокая стоимость солнечных панелей и прочего оборудования.
    • Необходимость в периодической чистке поверхности батарей от слоя пыли, снижающего их эффективность.
    • Батареи занимают много места, и требуют размещения на солнечной стороне участка.

    Многие недостатки электростанций на солнечных батареях вполне решаемы. Зачастую проблемы с размещением такого оборудования решаются его установкой на крыше, тем самым не занимается полезное пространство. Это сразу же решает и проблему с затенением, поскольку мелкие фруктовые деревья и хозяйственные постройки не создают мешающей тени. Что касается высокой стоимости оборудования, то современные солнечные панели имеют большой ресурс, поэтому они успевают окупиться намного раньше, чем выйдут из строя. Однако стоит учитывать, что такой источник энергии подразумевает постоянную зарядку и разрядку аккумулятора. От этого его ресурс быстро сокращается. Чтобы иметь достаточный запас энергии ночью, АКБ придется периодически менять.

    Автономное питание от ветра

    В этом случае источником энергии выступает ветрогенератор. Это тоже довольно дорогостоящее оборудование, но отличающееся большей компактностью, чем солнечная электросистема. Можно сказать, что ветряки сочетают в себе конструктивные особенности генераторов на двигателях внутреннего сгорания и солнечных батарей. Ветряки и генераторы на горючем похожи, но первые получают крутящий момент в результате отталкивания лопастей ветром, что естественно бесплатно, а машины на дизельном топливе или бензине извлекают его от двигателя. Схожесть ветряков с солнечными панелями заключается в необходимости применения аналогичных вспомогательных элементов – инвертора, контроллера и аккумуляторных батарей.

    Содержать ветровой генератор намного дешевле, чем оборудование работающее на горючем. Объективно такие системы почти во всем уступают солнечным панелям, хотя в отдельных случаях и превосходят.

    К положительным сторонам ветряков можно отнести:
    • Очень низкая себестоимость получения 1 кВт энергии.
    • Необходимость небольшой площади для установки.
    • Ремонтопригодность системы.
    Что касается недостатков, то их много:
    • Сильный шум при работе.
    • Нестабильность получения энергии при отсутствии ветра достаточной силы.
    • Сложность обслуживания по причине расположения ветрогенератора на возвышении.
    • Создание помех влияющих на работу средств связи.
    • Необходимость расположения на удалении в радиусе 20 м от построек и высоких деревьев.

    Гул от работы ветряка зачастую невыносим, особенно если он давно не обслуживался. Его создают не только подшипники, но и ветер, контактирующий с лопастями. Как следствие такое автономное питание не подойдет в том случае, когда ветрогенератор нужно ставить близко к дому.

    Источник