Инверторно-аккумуляторная система резервного электроснабжения. Его величество – электричество. Бесперебойное питание дома

Жизнь современного человека невозможна без применения различных устройств. Каждый дом наполнен электронной и бытовой техникой, инструментами и осветительными приборами. Но, к сожалению, снова стали обыденностью проблемы с электроснабжением.

Электричество могут отключить по графику или безо всякого предупреждения, случаются и простые аварии на сетях. А любые скачки напряжения и перерывы в поступлении "света" не только нарушают привычное течение жизни, но и повышают риск выхода оборудования из строя.

Устройство системы резервного питания (СРП) на основе аккумуляторной батареи (АБ) позволяет решить эту проблему раз и на долгое время. Важно сделать это обоснованно, вдумчиво и с должным подходом к качеству выполнения монтажных работ.

Что подключать?

При помощи СРП имеет смысл обеспечивать бесперебойное питание лишь основных потребителей , отличающихся либо малой мощностью, либо периодической работой в течение непродолжительного времени. Это, в частности, могут быть:
- газовое или твердотопливное отопление (автоматика управления, циркуляционные насосы);
- водоснабжение (насос);
- дежурное освещение (3-5 электроламп на строение);
- 2-4 дополнительные розетки для техники (холодильник, компьютер, интернет-роутер).

Резервировать продолжительные нагрузки от работы мощных устройств (электрического котла, бойлера, кондиционера или электрического духового шкафа) не стоит. Ведь это повлечет за собой необходимость использования нескольких аккумуляторов большой емкости, да и сопутствующая им техника также нуждается в усилении. Таким образом, для обустройства системы придется понести очень большие и неоправданные финансовые затраты.

Оптимальный вариант - следовать принципу разумной достаточности, то есть установить СРП нужной производительности и использовать только ту технику, которая действительно необходима в данный момент. Это даст возможность сэкономить на начальном этапе и продлить время автономной работы техники.

Накопители энергии

Аккумуляторы - важнейший элемент СРП, поскольку обеспечивают работоспособность техники при возникновении неполадок или отключений в сети. Эти приборы применяют для многоразового накопления и дальнейшей раздачи электроэнергии.

Наиболее распространенными долгое время являлись кислотные (кислотно-свинцовые) аккумуляторы , принцип действия которых основан на погружении двух или более пластин из свинца в раствор серной кислоты (электролита). Возникающая между ними химическая реакция и вызывает накопление электроэнергии. Данные приборы также носят название тяговых или стартерных, поскольку способны обеспечить повышенные значения пускового (начального) тока. В связи с этим их широко применяют в автомобилях. А вот для создания домашней автономной системы использовать тяговые устройства не советуют. Дело в том, что жидкий кислотный электролит при больших токах может закипать, поэтому корпус аккумулятора делают негерметичным. А это, в свою очередь, приводит к появлению риска возгораний и даже взрывов в помещении.

В отличие от них гелевые аккумуляторы используют кислоту, находящуюся в состоянии тиксотропного геля (похожего по своей консистенции на воск). Корпус приборов делают цельным, но даже в случае его повреждения гель не сможет разлиться. Отсутствует какая-либо опасность или вред для окружающей среды. По этой причине гелевый аккумулятор можно устанавливать в любом помещении.

А наиболее современными являются AGM-аккумуляторы (Absorbed Glass Mat). Электролит в них связан при помощи специального стекловолокна. У этих устройств те же преимущества, что и у гелевых. Да и стоимость примерно равна (и в 2-з раза выше, чем у кислотных). К тому же AGM-аккумуляторы практически не нагреваются, поскольку внутреннее сопротивление в них незначительно.

Существенная деталь: во время зарядки кислотных аккумуляторов до 20 % энергии переходит в тепловое состояние, у гелевых данный показатель составляет порядка 10-15 %, а у AGM-моделей он равен лишь 3-4 %. То есть последние практически не нагреваются, а это - положительная характеристика с точки зрения безопасности и меньший расход электроэнергии. Кроме того, гелевые и AGM-приборы эффективнее в случае длительного простоя: они теряют не более 1-3 % энергии в месяц, а кислотные - до 1 % в день.

Таким образом, для применения в домашних СРП можно рекомендовать гелевые и AGM-аккумуляторы. Тем более что они не требуют периодического добавления электролита и вообще какого-либо обслуживания в процессе работы.

Чтобы увеличить возможности СРП, приобретают несколько АБ и устанавливают их в виде соединенной параллельно цепи для увеличения отдачи электроэнергии.

Аккумуляторы разных типов внешне очень схожи, поэтому важно покупать оборудование у профильных компаний или в строительных гипермаркетах

Обеспечивать автономным питанием нужно только самую необходимую технику: насосы отопления и водоснабжения, осветительные приборы. Нецелесообразно подключать к аккумуляторам мощные приборы, без которых некоторое время можно легко обойтись - кондиционеры, электрические духовки

Важные характеристики

АБ выбирают с учетом нескольких параметров. Масса важна для определения места расположения батареи. Современные аккумуляторы весят порядка 10-20 кг. Относительная тяжесть связана с особенностями конструкции приборов, в частности использованием электролита в вязкой консистенции. Поэтому легкие полки для установки АБ не подойдут - нужна более основательная опора, например стеллаж из металлических уголков. Выходное напряжение у большинства современных моделей составляет 12 В. Есть также модификации на 24 и 48 В. Для бытового применения специалисты рекомендуют выбирать АБ, которые выдают постоянный ток с напряжением В 12 В.

Максимальная величина пускового тока показывает, сможет ли аккумулятор выработать ток, необходимый для запуска двигателей. Дело в том, что практически все электроустройства в момент включения требуют значительно больше энергии, чем в рабочем режиме. Эту величину измеряют в амперах (А). В домашних условиях достаточно АБ с пусковым током в 200-400 А. Этого хватит, чтобы включить, например, насос для скважины или бытовые модели электроинструмента.

Емкость батарей - это величина заряда, который аккумулятор способен накопить, а потом отдать в ходе своей работы. Измерение емкости происходит в ампер-часах (А х ч), и чем она больше, тем дольше проработают подключенные к АБ устройства.

Чтобы выяснить, какая именно практическая отдача у аккумулятора, надо выполнить простой арифметический расчет. Например, АКБ емкостью 200 А х ч и напряжением 12 В накапливает 12 х 200 = 2400 Вт х ч = 2,4 кВт х ч. Однако в силу того, что производители рекомендуют разряжать АБ не ниже уровня 20-25 % заряда, реально доступная мощность составляет в данном случае не более 75-80 % от номинальной, то есть порядка 2 кВт х ч. На практике это означает возможность обеспечить освещение от четырех ламп по 50 Вт каждая в течение ю часов или работу электроплиты мощностью 2 кВт на 1 час. Расчет требуемой емкости аккумулятора ведут в увязке с подбором других устройств СРП, поэтому их нужно рассмотреть отдельно.

Примерный бюджет

Один гелевый аккумулятор емкостью 150-200 А х ч стоит порядка 200-250 у. е. За подходящий ИБП надо будет заплатить 400-700 у. е., а дополнительное оборудование "потянет" еще на 30-50 у. е. Таким образом, общая стоимость СРП составит порядка 2500-2700 у. е. В то же время можно ограничиться покупкой простого ИБП мощностью 1 кВт и аккумулятора емкостью 150 Ач. Общие затраты в таком случае составят примерно 300-400 у. е., а система позволит сохранить работоспособность холодильника, компьютера и пары электроламп на 2-3 часа. Правда, отопление от такой СРП работать не сможет.

Маломощные ИБП в одном корпусе объединяют аккумулятор, инвертор, автоматику. Потребители подключаются к ним напрямую - через вилку. Таких систем хватает на очень короткое время (до часа) и только на компьютер, зарядное устройство, светильник.

Для обеспечения большого количества потребителей используют отдельные наборные системы, подключаемые не в розетку, а к щитку электропитания.

Компоненты системы

Помимо аккумуляторов в состав СРП входят еще несколько очень важных устройств. Источник бесперебойного питания (ИБП, или UPS) - вспомогательное устройство, которое работает в паре с АБ. Его применяют для компенсации пиковых нагрузок и кратковременного электроснабжения бытовой техники в случае резких скачков и падений напряжения в сети. Этот прибор постоянно подключен к розетке, а все остальные запитывают уже после него.

Выделяют два конструктивных вида ИБП в зависимости от электронной схемы управления - offline и online. Первые - проще и дешевле, но обеспечат энергоснабжение от АБ лишь при отключении или резком падении напряжения в сети. Кроме того, время срабатывания у них составляет порядка 30-40 мс. Вторые - дороже, но "выпрямляют" даже небольшие скачки. Таким образом, они обеспечивают наилучшую защиту подключенных к ним устройств, что особенно важно не только для компьютеров, но и другой современной высокоточной техники (например холодильников, стиральных машин, телевизоров с электронными блоками управления). Время срабатывания редко превышает 2 мс. Конечно, лучше и надежнее ИБП online-типа, хотя по времени срабатывания вполне достаточно и offline-ИБП.

Инвертор - это преобразователь тока. В нормальном режиме он потребляет минимальное количество электроэнергии и обеспечивает зарядку аккумулятора. При возникновении же аварийной ситуации инвертор автоматически переходит в режим компенсации. Необходимость в нем связана с тем, что АБ выдают постоянный ток с напряжением 12, 24 или 48 В, а большинству электроприборов требуется переменный с напряжением 220 В. Выделяют модифицированные (с модифицированной синусоидой) и синусоидальные приборы. Первые хороши лишь для видео- и аудиотехники, а для бытовых устройств необходимы вторые. Они стоят дороже, но и выдают, говоря простым языком, ток более высокого качества.

Кроме того, СРП оснащают дополнительными устройствами - контроллерами заряда, а также электронными приборами автоматического управления, регулирования и защиты. В последнее время, как правило, все они размещены в корпусе инвертора.

Подбор общих параметров

При расчете параметров СРП нужно определить требуемую мощность оборудования и емкость АБ. Но прежде чем заняться подсчетами, следует уточнить разницу между двумя схожими терминами. В общем случае мощность электрооборудования определяется в Ваттах (Вт). Но выходную мощность ИБП составляет произведение значений тока и напряжения, данный параметр указывают в вольт-амперах (ВА). Часть этой энергии уходит на работу самого прибора, но львиная доля приносит пользу. Вот эту полезную мощность обычно дополнительно заносят в техпаспорт (измеряется в Вт).

Для калькуляции требуемых значений сначала подсчитывают статическую потребляемую мощность оборудования, которое работает постоянно или регулярно (компьютер, холодильник, циркуляционный насос котла, электролампы), с учетом его количества и среднего времени работы в течение суток. К результату добавляют краткосрочные запросы силовых потребителей (например, насоса водоснабжения, привода ворот, электрочайника).

Правда, одновременное включение всех этих приборов маловероятно, поэтому к первой цифре добавляют мощность только самого сильного (в приведенном примере - насос). Наконец, обязательно следует учесть динамическую (пусковую) мощность питаемого оборудования. Она достигается в момент запуска устройств и может превышать статические значения в 3-4 раза. Опять-таки складывать все пусковые показатели надобности нет, вероятность их совместного (до долей секунды) включения ничтожно мала. Так что достаточно ориентироваться на наибольший показатель. В итоге выбирают конкретные инвертор и ИБП.

Однако производить точный расчет вовсе необязательно. Если нет цели обеспечить резервное питание абсолютно всех приборов, а только наиболее важных устройств, то для частного дома площадью 150-300 м2 достаточно моделей общей мощностью 3-6 кВА, выдерживающих пусковую мощность до 9-12 кВА.

Рассчитать необходимую емкость аккумулятора довольно просто. Для этого объем потребления делят на напряжение АБ с учетом коэффициента неполного разряжения устройства. Например, для гарантирования расхода электроэнергии в объеме 4,5 кВт х ч требуется 500 А х ч (4500 Вт / 0,75х12 В). Таким образом, чтобы техника в доме проработала 4 часа, необходим аккумулятор емкостью 2000 А х ч (4 х 500 А х ч). При этом учитывают тот факт, что рост емкости АБ автоматически ведет к увеличению стоимости и повышению массы прибора, поэтому лучше установить несколько аккумуляторов меньшей емкости.

Кроме того, при отключении внешнего энергоснабжения практически никто не использует всю технику одновременно. Так что на деле указанные выше значения будут достаточны для обеспечения комфортного пребывания в доме в течение 8-ю часов.

В общем случае специалисты рекомендуют приобрести для такого здания восемь аккумуляторов напряжением 12 В на 200 А х ч каждый или десять аккумуляторов на 150 A x ч. А при желании сэкономить достаточно будет и четырех таких АБ - они "продержат" все здание 1-1,5 часа и обеспечат работу необходимого минимума устройств на 3-4 часа. Если перебои с подачей электричества более затяжные и могут длиться 1-2 дня, первым делом нужно просчитать, на работе какой техники можно сэкономить, и только потом планировать наращивание батарейных секций.

Монтаж

При кажущейся сложности СРП объем требуемых для ее подключения электромонтажных работ практически минимален. Ведь все домашние "нагрузки" подводят к щитку электросети. Надо лишь установить поблизости ИБП с АБ и инвертором и подключить последний в сеть между потребителями и щитом.

Для СРП нужно небольшое пространство. Достаточно примерно 0,5-1 м2. Важно правильно выбрать помещение. СРП можно устанавливать в неотапливаемых комнатах, так как большая часть современных моделей аккумуляторов спокойно переносит охлаждение до -20 °С. Однако они хуже воспринимают сырость и конденсацию влаги. Кроме того, при снижении внешней температуры емкость АБ падает на 10-20 %. Увеличивается и время зарядки. Так что лучше расположить СРП в том месте, где обеспечивается постоянное поддержание температуры около 0°С и имеется хорошая вентиляция. Это может быть гараж, правильно выполненный подвал, подсобное помещение.

На стене монтируют инвертор и ИБП, рядом устанавливают аккумуляторы - чаще всего вдоль стенки или же цепочкой на полке или стеллаже. В продаже есть специальные блоки источника резервированного питания с подготовленными местами для размещения оборудования. Также допускается установка СРП в закрытый перфорированный шкаф, где она заодно будет защищена от детей и домашних животных.

В ходе выполнения работ важно обеспечить качественные проводные соединения всех компонентов - тогда СРП прослужит много лет. После монтажа вмешательство в работу системы в течение всего периода эксплуатации не понадобится. Нужно лишь периодически протирать пыль.

Достоинства системы

Фактически мгновенное срабатывание (в течение миллисекунд) в случае отключения электричества. Большинство современных, даже высокоточных электроприборов не "замечает" перехода из стандартного режима питания на автономный,
- Способность выдерживать значительные перегрузки.
- Защита техники от перепадов напряжения, перекоса фаз и других "капризов" сети.
- Возможность выполнения своих обязанностей при малых нагрузках без ущерба для долговечности службы системы.
- Практически бесшумная работа.
- Экологичность, отсутствие вреда для окружающей среды по сравнению с применением дизельных генераторов.

Зачем коттеджу инвертор?

Замечали ли вы, что без электричества в своих медных жилах ваш любимый дом превращается в зомби? Вместо того, чтобы греть и защищать, он начинает сосать энергию из ваших нервов.

Физически пережить ночь без света, без тепла, без воды и с туалетом во дворе (если канализация принудительная) не проблема. Можно пережить даже комментарии жены и близких.

Но моральное унижение — «Ну какого …?!» В инженерные системы, в охрану периметра вложено столько средств!!! И всё это легко и непринужденно отключает по пьяни неосторожности монтажник местной подстанции Василий (с годовой зарплатой меньше цены котла), о котором вы даже не знаете и знать не хотите.

Положим, вы в хорошей форме, и сунувшийся в оставшийся без охраны дом пожалеет, что встретил вас, а не вашу собаку. Или вы прозорливы, поэтому еще когда строились позаботились о резервном электроснабжении, купили генератор и можете быстро «реанимировать» умерший дом (пусть соседи проклинают за шум, это их проблема).

Но разве вы строили дом для того, чтобы самому РАБОТАТЬ там охранником-дизелистом? Следить за уровнем масла, менять по осени-весне солярку, свечи, по выходным ждать в гости не друзей, а «коллег»-дизелистов из сервиса?

По нашему глубокому убеждению, резервное электроснабжение должно требовать от хозяина дома не больше внимания, чем вода из крана или тепло от батарей!

Думаете, если есть сторож или прислуга, логично поручить Генератор им? У одного нашего покупателя был опыт, когда он был рад тому, что неловкий виновник пожара хотя бы не сгорел сам.

Чем меньше дом зависит от человека, тем лучше. Это верно даже для самого хозяина. И англичане еще в XIX веке знали, что еще более это верно для прислуги — чем меньше поработает «кривых рук», тем спокойнее — пусть прислуга лучше отдыхает.

Инвертор 12/220 – лучшее дополнение к инженерным системам дома, потому что дает резервное электроснабжение так же ТИХО, НЕЗАМЕТНО и БЕЗ ЧЕЛОВЕЧЕСКОГО участия.

Как выбрать мощность инвертора?

Для правильного выбора Инвертора 220 необходимо знать, какая нагрузка может быть включена одновременно, а также характер этой нагрузки (активный или реактивный – это влияет на расчет мощности). Общая суммарная мощность нагрузки и определит нужный номинал мощности Инвертора.

Про виды нагрузки и особенности расчета мощности для активной и реактивной нагрузки .
Для ориентировочной оценки мощности вашей техники можно использовать

Пример расчета резервируемой мощности на базе типовых данных

Пример расчета мощности нагрузки дома, требующей бесперебойного питания, можно скачать здесь:

• (.xls 39 kB)
• (.xls 39 kB)

В постоянном режиме (то есть большая вероятность одновременной работы) будут работать следующие основные электроприборы:

Суммарная мощность постоянно работающих приборов — 1723 ВА.

На короткое время могут включаться и мощные потребители. Наиболее очевидные – насос водоснабжения и привод ворот. Разумеется, при работе от аккумуляторов разумный человек не станет включать стиральную машину или электрический духовой шкаф. Но отказываться от чашки кофе-чая вряд ли есть смысл, потому что в пересчете на среднечасовые показатели, это не слишком повлияет на разряд батареи:

Одновременная работа всех этих приборов маловероятна, поэтому к суммарной мощности постоянно работающих приборов плюсуем только самый мощный из кратковременно включаемых — насос скважины. С его учетом максимальная мощность одновременно включенной нагрузки достигает 4580 ВА.

Также необходимо учесть пусковую мощность. Складывать все пусковые мощности не нужно, потому что вероятность одновременного (до долей секунд) включения электроприборов ничтожна. Ориентируемся только на большую из пусковых мощностей — 8571 ВА

Для бесперебойного питания такой нагрузки подойдет комплект из двух модулей OutBack VFX3048 общей мощностью 6 кВА, выдерживающий пусковую мощность до 12 кВА.

Есть другой, самый надежный способ – замеры токов при включенной нагрузке. Вы можете сделать их самостоятельно или вызвать нашего специалиста.

Для получения консультации по оценке мощности, выбору оборудования бесперебойного питания дома, особенностям эксплуатации, а также для заказа выезда специалиста-сметчика –

Время бесперебойного питания дома

Для оценки времени работы системы резервного электроснабжения дома нужно знать два параметра:

Принцип расчета среднечасовой нагрузки достаточно простой :

С учетом режима работы прибора (непрерывный, непрерывный с периодами включения-отключения, редкие включения) вычисляется примерная продолжительность его работы в сутки. Время работы умножается на мощность прибора — получаем потребление электроприбора в сутки (в кВА-часах). Далее значение потребления в сутки делим:

• / на 24 часа – для непрерывно работающих приборов,
• / на 8 часов – для приборов, работающих только в активное время суток (то есть в утренние 7-10 ч. и вечерние 18-24 ч. интервалы)

Пример расчета мощности нагрузки и среднечасовой нагрузки дома можно скачать здесь:

• (.xls 39 kB)
• (.xls 39 kB)

В общем случае для приблизительной оценки мы рекомендуем ориентироваться на номинал инвертора и размер батарей не меньше указанных в таблице:

* Минимальное время работы. Реальное время работы, разумеется, больше, потому что среднечасовая нагрузка всегда меньше максимальной.
** Курсивом выделена строка, отвечающая рассматриваемому выше примеру.

Для рассматриваемого примера:

• среднечасовая мощность нагрузки = 1369 ВА
• ёмкость аккумуляторной батареи = 16 кВА-ч

Ориентировочное время бесперебойного питания = 12 часов

Если длительные (более суток) отключения не редкость, то более выгодно не наращивать аккумуляторную батарею, а дополнить ИБП для дома генератором.

Можно создать полностью автоматическую систему резервного электроснабжения, если с автозапуском. Инвертор OutBack может самостоятельно дать команду на запуск такого генератора, когда аккумуляторы разряжены, и отключить генератор после заряда батарей. При этом можно настроить запрет на включение генератора в ночное время.

Для получения консультации по оценке мощности, выбору оборудования ИБП для дома, особенностям эксплуатации, а также для заказа выезда специалиста –

Чем отличаются ИБП для котла и дома?

Подбирая ИБП для котла и водоснабжения, особенно мощный, часто спрашивают – можно ли использовать этот же Инвертор и для бесперебойного питания дома? — Разумеется, можно .

Правда, коттеджу не обязателен инвертор «чистый синус». В доме большая часть нагрузки не так чувствительна к форме тока, как котел. Инверторы 220 с модифицированной синусоидой (псевдо-синус, аппроксимированный синус) дадут резервное электроснабжение, приемлемое для большинства электроприборов. Из критичных нагрузок от «плохого» синуса будет страдать, пожалуй, только холодильник. У телевизора, в худшем случае, возможны помехи.

Поэтому если задача – резервное электроснабжение только для освещения-телевизора-холодильника, то бюджетный Инвертор с псевдо-синусом будет более выгодным решением, чем наращивание мощности качественного Инвертора 220 «чистый синус» котельной.

Но дешевле – не значит эффективнее. Чем покупать отдельный дешевый Инвертор, лучше нарастить мощность более дорогого общего Инвертора , потому что общий ресурс всегда эксплуатируется эффективнее, чем отдельные ресурсы. Эффективнее – в смысле из общего ресурса «выжимается» всё, и он не отдыхает без нагрузки. И этот постулат теории массового обслуживания подтверждает любая практика – будь ресурс хоть общим Инвертором, хоть общим офис-менеджером.

К тому же, при использовании двух Инверторов придется либо подключать оба к одной аккумуляторной батарее, либо докупать отдельные аккумуляторы для второго Инвертора.

В первом варианте зарядное устройство бюджетного Инвертора будет сводить на нет весь эффект интеллектуального 4-х этапного алгоритма заряда качественного Инвертора. То есть сокращать срок службы недешевых аккумуляторов.

Во втором — стоимость дополнительной аккумуляторной батареи сведёт на нет всю выгоду отдельного бюджетного Инвертора (она будет дороже самого Инвертора).

Чем отличается монтаж ИБП для дома?

Для резервного электроснабжения котла часто нужен минимум электромонтажных работ. ИБП для котла можно просто включить в разрыв линии, идущей к котельной. Если проводка в котельной открытая, достаточно «разорвать» линию и подключить конец кабеля, идущий от щита, на вход Инвертора, а второй конец кабеля – на выход Инвертора.

Для бесперебойного питания дома электромонтажных работ больше. Все домашние нагрузки выведены на щит электросети дома. Поэтому питание должно подводиться от щита к Инвертору и возвращаться обратно в щит – для подвода линии резервного электроснабжения к цепям резервируемых нагрузок. Требуется «петля» между Инвертором и щитом, то есть прокладка кабеля (одного пятижильного или двух трехжильных) от щита до места установки Инвертора.

Бесперебойное питание дома требует перекоммутации щитов дома для вывода резервируемых потребителей на Инвертор 220. Поэтому установка системы резервного электроснабжения требует предварительной консультации, а также выезда специалиста для инженерной оценки работ по инсталляции. Помимо оценки работ рекомендуется выполнение замеров пусковой мощности электроприборов дома для более точного выбора мощности системы резервного электроснабжения.

Для получения консультации по оценке мощности, выбору оборудования инвертора 220 для резервного электроснабжения дома, особенностям эксплуатации, а также для заказа выезда специалиста –

Отключения электроснабжения в наших электросетях, к сожалению, явление частое, особенно за городом. Отключения обычно длятся от нескольких минут до нескольких часов. При авариях в электросетях вы можете остаться без электроэнергии несколько дней.

Обычно для обеспечения электроэнергией потребителей в доме используются бензиновые или дизельные электрогенераторы. Однако их применение ограничено — их нельзя поставить в квартиру, для них нужно специальное, хорошо проветриваемое место. Шум и выхлопные газы от их работы могут быть препятствием применения генераторам — ни вам, ни вашим соседям шум и вонь вряд ли понравятся. Топливо для них тоже надо где-то хранить — а это сразу вызывает вопросы по пожаробезопасности.

Мы установили сотни таких резервных систем

Поэтому более правильным решением будет установка инверторно-аккумуляторной резервной системы электроснабжения. Такая система обеспечит надежную и бесперебойную работу потребителей в вашем доме, включая системы охранной и пожарной сигнализации, системы связи, системы отопления и другую ответственную нагрузку. Инверторно-аккумуляторная система обеспечит электричеством ваш дом, офис, магазин, может использоваться как источник питания для мобильных электропотребителей. Ограничений по применению такой системы бесперебойного электроснабжения практически нет — вы можете установить ее в доме или квартире, и она практически не требует обслуживания.

Если в ваших электросетях бывают перебои с электроснабжением, колебания напряжения или других параметров электросети, не удовлетворяющих требованиям нагрузки — вам необходима современная система с блоком бесперебойного питания (ББП). Мы установили много таких систем резервного электропитания, некоторые примеры вы можете посмотреть в разделе «Наши установки «

ИНВЕРТОР преобразует постоянный ток от аккумуляторов в переменный 220 В частотой 50 герц. Инвертор — это ядро резервной системы электроснабжения, которая обычно состоит из:

1. инвертора, преобразующего постоянный ток от АБ в переменный напряжением 220В
2. аккумуляторной батареи (АБ), которая подзаряжается во время наличия электроэнергии от внешнего источника
3. зарядного устройства, обеспечивающего многостадийный качественный заряд аккумуляторов
4. контроллера (обычно контроллер встроен в блок бесперебойного питания) , который следит за зарядом и разрядом АБ, а также за напряжением во внешней сети. Если качество (величина напряжения и частота) выходит за допустимые пределы или напряжение пропадает, контроллер дает команду системе переключиться на питание от АБ через инвертор.

Есть 2 типа систем резервного электропитания — с трансферным реле и on-line системы. В первых, если есть сетевое напряжение, ББП пропускает имеющееся напряжение электросети на нагрузку и одновременно подзаряжает аккумуляторы встроенным зарядным устройством. Некоторые ББП могут также стабилизировать выходное напряжение при колебаниях входного напряжения переменного тока. Однако, если колебания сильные, то лучше использовать специальный стабилизатор на входе системы — это обеспечит лучшие параметры выходного напряжения, потому что обычно встроенные в ББП стабилизаторы имеют только грубую стабилизацию напряжения с большим шагом стабилизации.

В момент пропадания электричества система практически мгновенно переключается на работу от аккумуляторов и преобразует их энергию в переменный ток стабилизированного напряжения 220 В частотой 50 Гц. При появлении электричества система, проанализировав качество поступающего напряжения, автоматически переходит в режим заряда или продолжает работать в режиме преобразования (если параметры сети не соответствуют установленным) до восстановления нормального напряжения.

Если качество сети очень плохое , то лучше применять online систему резервного бесперебойного электроснабжения. В online системах инвертор всегда включен, и именно он обеспечивает качественную электроэнергию для потребителей. Сеть же используется только для заряда аккумуляторов. Такие системы обычно несколько дороже, и режимы работы аккумуляторов в них более тяжелые, но их нужно применять, если напряжение от сети невозможно исправить стабилизатором, или оно имеет сильные искажения — к сожалению, в наших сельских сетях это не редкость.

Продолжить чтение

Несмотря на движущийся вперед прогресс, нехватка электроэнергии с каждым годом увеличивается. И это происходит не только в отдаленных селах и деревнях, но и в крупных городах, имеющих даже свою гидроэлектростанцию. Почему это происходит? Ответ очень прост. Растет количество мощных потребителей, которых раньше просто не существовало. Сети, рассчитанные еще в СССР, практически не изменились. Вот, чтобы не перегружать линию, в часы пик, энергослужбы отключают потребителей третьего класса, то есть жилые дома. И это происходит чаще всего без предупреждения. Сидишь в интернете или перед телевизором, и бац...! свет потух. В такой ситуации, кроме нервов, может испортиться дорогая бытовая техника, а крайнего не найдешь.

Но выход есть. Приобрести источник бесперебойного питания для дома. Какие они бывают и как работают — эти и другие вопросы, ответы на них, будут рассмотрены далее в статье.

Назначение

Основной задачей источника бесперебойного питания является электроснабжение дома или квартиры при отключении или аварии на основной энерголинии. При подаче напряжения в основную сеть, ИБП, автоматически, без участия человека, переключит питание обратно на эту линию. Кроме этого, ИБП имеет защиту от перепадов напряжения и стабилизирует его:

Типы ИБП

1. ИБП — резервный. Это чаще всего применяемый источник бесперебойного питания. Обусловлено это: низкой ценой, высоким КПД и малым тепловыделением. Недостатком такого типа прибора является: медленное переключение с сети на батарею, некачественный входной и выходной фильтр помех, переключение питания нагрузки при незначительных колебаниях напряжения сети. Это приводит к преждевременному изнашиванию контактов реле и частой замене батарей.
2. Линейно-интерактивные ИБП. С более высокой скоростью переключения, нежели первые. Оборудованы устройством автоматической регулировки сетевого напряжения. Это устройство до последнего пытается стабилизировать напряжение в сети, и только когда это не удается, оно переключает питание на батареи. Отсюда длительная жизнедеятельность всех узлов и блоков, а также высокая стоимость ИБП.
3. Онлайн UPS. Самый дорогой тип ИБП. Переключение с источников питания происходит практически без задержек. Применяется в промышленных структурах на ответственных объектах, таких как АТС и серверные.

Исполнение

ИБП бывают разного типа исполнения. В одних батареи встроены в один корпус с другими блоками, в других, аккумуляторы находятся отдельно и подключаются дополнительным кабелем. В чем различия, плюсы и минусы таких конструкций?

Если ИБП небольшой мощности, то батареи обычно малогабаритные, и расположены в одном шкафу с инвертором и зарядным. Плюс такого исполнения — занимает мало места и мобильность. Минус — в случае замены, необходимо ставить такие же батареи, которые не всегда можно найти. Также нет возможности увеличить время работы, заменой на более емкостные АКБ.

Важно! При выборе батарей, обращайте внимание на напряжение. Оно должно быть таким, какое необходимо для этого устройства.

Другое дело ИБП с внешним аккумулятором. Здесь можно экспериментировать. К тому же внешние АКБ можно разместить в отдельном, хорошо проветриваемом помещении со стабильной температурой. Ведь батареи могут выделять вредные испарения и не переносят перепады температур.

Устройство ИБП

Практический каждый источник бесперебойного питания состоит из таких блоков, как:

Входной фильтр состоит из конденсаторов и катушек, которые удаляют помехи сети, и в то же время подавляют свои от инвертора.

Выпрямитель преобразует переменное напряжение сети 220 Вольт в постоянное, необходимое для работы зарядного блока и инвертора. Выпрямитель состоит из диодного моста, электролитических конденсаторов и дополнительных элементов, которые улучшают сглаживание тока.

Зарядное устройство. В его состав входят электронные блоки, регулирующие и контролирующие оптимальный заряд аккумуляторов.

Аккумуляторные батареи просто необходимы в этом устройстве. В случае отключения напряжения в сети, они питают инвертор, который вырабатывает аварийное напряжение. Именно от качества и емкости батарей, зависит время работы ИБП во время отключения общей сети.

Инвертор состоит из генератора импульсов заданной частоты, которые подаются на первичную обмотку трансформатора, возбуждая в ней магнитное поле. Со вторичной обмотки снимается напряжение, которое выпрямляется и стабилизируется. Оно-то и используется для питания электроприборов дома. Благодаря такому длинному пути преобразований, ток на выходе имеет правильную форму и высокую стабильность. Домашняя аппаратура надежно защищена от скачков напряжения и перепадов.

Важно! ИПБ должен обязательно иметь защиту от короткого замыкания на выходе, иначе при замыкании инвертор выйдет из строя.

Коммутирующее устройство имеет в своем составе быстродействующие реле, которые в момент отключения сети, быстро переключают с одного источника питания на другой.

Приборы контроля в зависимости от модели ИБП, могут быть как электронные, так и механические вольтметры, и амперметры. Благодаря им, можно контролировать напряжение и ток как на входе, так и на выходе устройства.

Выходные цепи - это тоже, что и на входе — катушки индуктивности и конденсаторы убирающие помехи. Кроме перечисленного — это выходные зажимы или клеммы для подключения домашней электросети.

Конечно, для защиты всех этих блоков необходим надежный и эстетичный корпус. У разных моделей, корпус имеет свои особенности. Поэтому выбирая ИБП, следует обращать внимание на материал, есть ли достаточно прорезей для охлаждения внутренних блоков и, разумеется, цвет, если кому-то это важно.

Принцип работы

Как уже частично описывалось выше, принцип работы заключается в следующем:

• переменное напряжение сети выпрямляется выпрямителем;
• выпрямленное постоянное напряжение используется для зарядного устройства аккумуляторов и питания инвертора;
• выпрямитель заряжает аккумуляторы, которые при отключении питают инвертор;
• инвертор, в свою очередь, выдает в сеть дома стабилизированное переменное напряжение 220 Вольт.

Установка и подключение ИБП для дома

Подключение не составляет особого труда. К каждому аппарату есть инструкция со схемой и рекомендациями подключения и установки. В любом случае на вход устройства подключается кабель сразу с выхода счетчика, а выход с ИБП - к сети дома. То есть, просто ИБП устанавливают в разрыв между счетчиком и домашней сетью. Поставить аппарат, если это не мешает, можно прямо в коридоре частного дома около счетчика, и все подключения сделать по наименьшему пути. Это самый простой вариант. Если теряется эстетика, придется ставить ИБП где не портит вид, а входной и выходной кабель вести к счетчику.

Важно! Будьте внимательны при работе около счетчика, чтобы не сорвать случайно пломбу.

Иногда в схему включают еще бензиновый или дизельный генератор, который, разумеется, должен стоять отдельно в нежилом помещении или на улице. Нужен он, тогда, когда АКБ уже исчерпали свой заряд, а электроэнергию так и не подали. Генератор дополнительно даст энергию и зарядит аккумуляторы.

Как выбрать ИБП для дома и дачи

Перед тем как выбирать это устройство, нужно посчитать потребляемую мощность вашей сети. Для этого берем мощность всех бытовых приборов, которые используются в доме и суммируем ее. К этому значению еще прибавляем 10—20 процентов, и получаем максимальную мощность. Например, у вас в доме: холодильник — 200 Вт, телевизор — 100 Вт, компьютер — 300 Вт, стиральная машина — 2500 Вт и утюг — 2000 Вт. Суммируем, и получаем значение в 5100 Вт (5,1 кВт). Накидываем 20% и получаем примерно 6 кВт. Вот на такую мощность и надо выбирать ИБП для дома. Понятно, что все приборы не могут быть включены одновременно, но лучше брать с запасом на будущее, да и номиналы на устройствах ИБП чаще всего завышены, чем на самом деле они могут дать.

Также немаловажным моментом выбора есть качество батарей. Они самое дорогое в этом устройстве, поэтому выбирать нужно известных брендов с гарантией и возможностью найти замену.

Внимание! Мощность указывается как на корпусе, так и в техпаспорте устройства.

ИБП для газового котла

В принципе если у вас уже есть ИБП для всего дома, то покупать еще один для котла нет никакого смысла. Но. если первый вариант для вас не по карману, то можно купить ИБП отдельно для котла.

Выбирать стоит по критериям, описанным выше, единственное отличие — это мощность. Здесь можно брать ИБП подешевле. Обычно для котла мощности в 500 Вт (0,5 кВт) вполне достаточно, но лучше посмотреть в паспорт именно вашего устройства. Учитывать нужно не только потребление электроники котла, но и насосов тоже:

Выбор ИБП для компьютера.

Этот вид ИБП давно используется и получил немалую популярность.

Что можно учитывать при его выборе:

Вообще, чем тяжелее блок, тем лучше. Берите именно тот, что весит больше, при одинаково указанных мощностях на корпусе.

ИБП для дома и дачи собственными руками

Да, можно сделать это устройство собственноручно. Самый простой способ — найти старый компьютерный ИБП с нерабочими батареями и использовать его инвертор и корпус:

Что еще нужно сделать?

1. Снять корпус.
2. Отключить старую батарею и сделать эти выводы с выходом наружу. Для этого, можно сделать в корпусе отверстия и посадить эти концы на клеммы. Теперь к этим клеммам можно подключить внешние аккумуляторы на такое же напряжение, что и старые. Емкость чем больше, тем лучше.
3. На корпусе или на задней панели монтируем розетки и соединяем их, сначала между собой, а затем с выходом инвертора.
4. Отламываем на плате динамик. Иначе он будет постоянно пищать.
5. Для лучшего охлаждения вырезаем в корпусе отверстие на 120 мм и вставляем в него стандартный вентилятор. Нужен он для охлаждения инвертора.

Вот так можно соорудить собственную систему резервного питания. Главное, подобрать качественные аккумуляторы на напряжение для инвертора. Вычислить напряжение можно по старым.

Внимание! Будьте осторожны. При изменениях в схеме, отключайте как шнур из розетки, так и АКБ.

ИПБ, бесспорно, нужная вещь. Он защитит вашу аппаратуру, и в аварийных ситуациях не оставит вас в полной темноте. Даже если у вас отключений нет, то лучше быть к этому готовым уже сейчас.

Многие вещи в нашей повседневной жизни представляются нам настолько обыденными и само собой разумеющимися, что нам сложно себе представить даже мимолетное их отсутствие. К таким вещам, например, относится электричество. Его мы не можем увидеть и пощупать, оно неприметно и беззвучно, и присутствие его мы можем определить только по косвенным признакам, таким, как работа электроприборов, наличие света и тепла в нашем доме.

Цивилизация современного города обязана своему существованию, по большей части, электричеству, но при этом мы очень редко задумываемся, откуда это электричество берётся. Для того, чтобы в маленькой электрической розетке в нашем доме появилась такая жизненно необходимая разница потенциалов в 220 вольт, где-то в других местах, порой довольно далёких, крутятся огромные турбины гидроэлектростанций и сжигаются тысячи и тысячи тонн полезных ископаемых.

Прежде чем попасть к нам в дом, ток проходит сотни или тысячи километров через бескрайние просторы нашей державы, прыгая через бесчисленные множества мачт линий электропередач и протискиваясь сквозь подстанции.

Теперь представим на миг, что какое-то звено в этой огромной цепи даёт сбой, и в нашем доме отключается свет. Ещё хуже, отключается электричество во всём городе, это может привести к хаосу и даже жертвам.

Можно ли защититься от этого? Пока государство и крупные энергетические компании будут разбираться с наведением порядка, что само по себе может затянуться на многие годы, мы можем обезопасить себя в нашем конкретном, отдельно взятом жилище.

Генераторная подстанция

Существует несколько способов обезопасить свой дом от перебоев с электричеством. Все они связаны с построением некой автономной системы, способной поддерживать жизнедеятельность при отсутствии (кратковременном или длительным) внешнего источника электричества.

Первый способ всем нам уже хорошо известен - это генераторная электростанция. Двигатель внутреннего сгорания на бензине или дизельном топливе вырабатывает электричество, от которого питается весь наш дом. Если у нас «вырубили» свет, мы просто идём во двор, включаем генераторную установку и говорим «да будет свет!», возвращаясь к домашним делам как ни в чём не бывало. Если мы готовы потратить немного больше денег, то можно купить и установить генератор с системой автоматического пуска, которая будет запускать генератор в случае перебоя автоматически. В этом случае мы узнаем об исчезновении сети по тому, что весь наш дом погрузится во тьму на полминуты - время, необходимое для запуска генератора и подачи резервного питания. При наличии генератора в доме нужно следить за тем, чтобы в топливном баке было горючее, и время от времени проводить сервисное обслуживание. Кроме того, установка генератора требует отдельного помещения с выводом выхлопных газов, и желательно подальше от жилых комнат из-за шума работающего двигателя.

Инверторы

Есть ли альтернатива генератору? В последнее время в нашей стране начинают пользоваться всё большей популярностью аккумуляторные системы, которые имеют ряд неоспоримых преимуществ перед генераторами. Когда есть внешняя сеть, батареи накапливают энергию (заряжаются), а когда случается отключение - весь дом получает электричество из собственного резерва, и его можно сделать каким угодно большим. Такая система бесшумна, не требует специального помещения, занимает всего около 1 кв. м и переключается на резерв мгновенно, так что об аварии на подстанции можно и не узнать. За этой системой не надо следить, заливать горючее, она не огнеопасна и срок службы её очень велик - порядка 10 лет и выше.

Такие системы называются инверторными (или аккумуляторными) системами бесперебойного питания. Основа их - инвертор, прибор, преобразующий постоянный ток аккумуляторов в переменный ток 220 вольт домашней сети. Как правило, инвертор также имеет встроенное зарядное устройство, позволяющее быстро заряжать и контролировать состояние батарей. В домах с трёхфазным питанием одна из фаз подключается через инвертор, становясь так называемой «резервной фазой». На неё коммутируются все нагрузки внутри дома, которые должны работать в бесперебойном режиме. Это могут быть, к примеру, световые розетки, питание отопительного котла, сигнализация, системы безопасности, ворота и так далее. То есть те бытовые приборы, без которых у нас могут возникнуть неудобства или даже откровенные проблемы.

Союз инвертора и генератора

Некоторые наиболее «продвинутые» инверторы такие, как Xantrex XW, могут автоматически управлять подключенным к ним генератором для подзарядки аккумуляторных батарей, в случае если внешнее электричество не дают слишком долго. Такая функция позволяет использовать подобные системы в местах, где совсем нет или ещё не подведено электричество. Если построили загородный дом там, где ещё нет электросети, то можно установить и генератор, и инверторную систему, которые будут эффективно сочетаться друг с другом. В таком случае, чтобы не гонять генератор всё время, он может автоматически включаться инвертором для зарядки аккумуляторных батарей по необходимости или в заданное время, после чего можно использовать энергию от батарей через инвертор. При этом заметно повышается срок службы генератора, не говоря уже, о том, что мы можем хоть какое-то время пожить в тишине, не жертвуя электричеством.
Если говорить о выборе - генератор или инвертор, то, прежде всего, имеют значение два фактора: необходимая мощность нагрузок и длительность автономной работы. Когда перебои бывают более суток, то, скорее всего, без генератора нам не обойтись. Чем дольше должна работать система, тем больше требуется батарей, а хорошая батарея - это довольно дорогой компонент.

Без мощного генератора не обойтись, если надо запитывать нагрузки свыше 10 кВт, хотя у Xantrex и существуют трёхфазные системы резервирования до 18 кВт. Проблема больших мощностей - в том, что аккумуляторы будут очень быстро садиться и соответственно, их ёмкость нужно делать очень большой. Для длительной работы нагрузок выше 10 кВт стоимость батарей становится астрономической.

Инвертор Xantrex XW имеет функцию автоматического включения генератора, в случае если нагрузка возрастает выше определённого порога. Таким образом, инвертор не даёт слишком быстро разрядиться АКБ при включении «тяжёлых» потребителей, таких, как, например, нагревательные приборы, плиты, кондиционеры и т. д.

Из прочих полезных функций инвертора Xantrex XW можно отметить его способность добавлять мощность при слабых сетях. Если у вас слабая подстанция или существует ограничение по потреблению, например 3 кВт, то инвертор 6-киловаттный Xantrex XW может добавить мощность для нагрузок в вашем доме до 12 кВт в пиковом режиме. При этом он возьмёт из сети не более той мощности, которую вы ему позволите, а сверх этого добавит от АКБ. Ночью же когда потребление будет минимальным, аккумуляторы смогут автоматически зарядиться.

Еще одна функция - это подмешивание альтернативной энергии к сетевой. При наличии, например, солнечных панелей или ветряка, генерируемая энергия будет автоматически компенсировать потреблённую. Это произойдёт при полностью заряженных АКБ, когда возникает излишек энергии от альтернативного источника.

Аккумуляторы для систем бесперебойного питания

Аккумуляторы для бесперебойных систем стоят дорого. Не всякая батарея подойдёт. Дешёвые автомобильные батареи называются стартёрными и не предназначены для длительных циклов разряда-заряда из-за недостаточной толщины свинцовых пластин. Ничто не мешает, конечно, использовать и их, но, скорее всего, они быстро выйдут из строя, так как рассчитаны только на режим короткого импульса (старт автомобиля). Из тех батарей, которые могут быть использованы для домашних систем питания, существует два типа: открытые (обслуживаемые) и герметичные (необслуживаемые). Открытые батареи имеют более длительные сроки службы, но требуют отдельного помещения с принудительной вентиляцией. Если эти АКБ со временем потеряли в ёмкости, их можно «обновить» при помощи специального алгоритма заряда, называемого «выравниванием». Во время такого заряда электролит перемешивается и восстанавливает свою плотность. Герметичные АКБ нельзя подвергать таким процедурам, и если они потеряли в ёмкости, то с этим можно только смириться или поменять их на новые. Герметичные АКБ удобны тем, что они не требуют к себе никакого внимания. Они делятся на 2 типа: AGM и GEL. Гелевые АКБ больше подойдут для использования при холодных температурах, но они же и самые дорогие. Современные аккумуляторы для систем бесперебойного питания могут стоить от 12 до 30 тыс. р. При установке домашней системы бесперебойного питания на базе инвертора, у которого так называемый номинал постоянного тока 48 В, потребуется 4 или 8 12-вольтовых батарей. Если инвертор имеет номинал 24 В, то можно обойтись двумя 12-вольтовыми батареями.
Здесь же нужно упомянуть о том, что микропроцессорные зарядные устройства Xantrex позволяют увеличить сроки эксплуатации аккумуляторов с помощью трёхстадийной технологии заряда и контролирования состояния батарей.

Квази и чистый синус

Инверторы бывают тоже разными. Более дешёвые инверторы выдают ступенчатую (квази) синусоиду на выходе переменного тока. Более дорогие имеют более совершенный преобразователь, который выдаёт ток «чистого синуса» - ток с минимальными гармоническими искажениями - такой же, что и в обычной сети 220 В. Чистый синус лучше для требовательных электронных приборов (плазменные панели, дорогая аудиотехника и т. п.) и лучше подходит для функционирования электроники импортных котлов отопления.
На квази-синусе будут работать практически все домашние бытовые приборы, за исключением диммеров, СВЧ-печей мощностью более 1000 ватт, некоторых зарядных устройств для сотовых телефонов. Кроме этого, могут наблюдаться такие неудобства, как шум ламп дневного освещения. Все инверторы Xantrex имеют достаточную электромагнитную защиту и не дают помехи при работе телевизора или радио. Также стоит заметить, что время переключения при сбоях сети составляет примерно 16 мс, что достаточно для того, чтобы компьютер не перегружался.

Стоимость инверторов зависит от их мощности и функциональности. Например, самый «навороченный» Xantrex XW6048E (6,0 кВт) со встроенным мощным зарядным устройством, возможностью управления генератором и способностью работать с альтернативными источниками энергии, стоит около четырёх с половиной тысяч долларов. В сочетании с банком батарей на 400–600 ампер часов этот инвертор может обеспечить бесперебойное питание дома до 12 часов.
Домашнюю систему бесперебойного питания рекомендуется также снабдить стабилизатором напряжения, так как сам инвертор не решает проблему стабилизации при скачках или при слабом напряжении внешней сети.

Инверторы и солнечная энергия

Инверторные системы идеально сочетаются с источниками тока на солнечных батареях, являясь аккумулирующим звеном для энергии, поступающей от солнечных панелей. Хотя солнечные батареи и остаются крайне дорогим удовольствием, но даже при стоимости примерно 150 руб за 1 Вт, они могут быть эффективным подспорьем для автономного питания коттеджей в более солнечных южных районах России.
В России топливный генератор - это наиболее популярный вариант для решения проблем с электричеством. Об инверторных системах мало кто ещё знает. Несмотря на то, что описанные системы бесперебойного питания стоят несколько дороже, чем аналогичные по мощности генераторные установки на бензине или дизтопливе, эти системы предназначены для разных ситуаций. При коротких перебоях удобства инверторной системы неоспоримы. При длительных перебоях - без генератора не обойтись, но опять же, если генератор дополнить инверторной системой, то получится сочетание, достойное современных технологий «умного дома».

Текст: Николай Плеханов, генеральный директор компании «Инверта»