מערכת כוח גיבוי לבית - תכונות של המכשיר ותפעול

ההתקדמות הטכנולוגית לא עומדת בשקט. תושבי בניינים מרובי קומות במגדלים מתחילים לשכוח מקרים של הפסקות זמן ממושכות וכל הצרות הקשורות להן. עם זאת, עבור שאר האוכלוסייה סוגיה זו טרם נפתרה לחלוטין.

בעיות כוח גיבוי לבעלי בית פרטי או קוטג 'צמודים עדיין רלוונטיות. מדינתנו עדיין אינה מסוגלת לספק חשמל באיכות גבוהה.

איך מערכת כוח הגיבוי לבית

הרכב המתחם הקלאסי של התקני גיבוי טכני

כדי להבטיח את פעולתם התקינה של מכשירי חשמל ביתיים במקרה של אובדן אנרגיה חשמלית חיצונית, השתמשו ב:

• סט מצברים שיוצר מתח כולל של 12, 24, 36 או 48 וולט;

• מהפך שממיר את הזרם הישיר של הסוללה ל 220 וולט מתחלפים.

מערכות מודרניות אינן מתמודדות רק עם יתירות, שתפקידה בעבר האחרון התבצע לעתים קרובות למדי על ידי מיתוג ידני של המפעיל, אלא הן מספקות אספקת חשמל ללא הפרעה במצב אוטומטי ללא התערבות אנושית.

ספקי כוח ללא הפרעה (UPS)הפעלה תחת תכנית הגיבוי "לא מקוון, המתנה" בתנאי עומס רגילים מבצעים 2 פונקציות:

1. לפקח על מצב רשת החשמל הראשית על ידי סינון נחשולי מתח והפרעות אלקטרומגנטיות בה;

2. טען את הסוללה כדי לשמור על קיבולת הדירוג שלה.

כאשר הפרמטרים של רשת האספקה ​​החיצונית חורגים מערכים קריטיים או שההספק כבוי לחלוטין, אוטומציה ה- UPS מחברת מחדש את העומס על המהפך, שמוציא את הזרם הישיר מהסוללות.

מערכת אוטומציה מבוססת בקר משולבת לרוב בתכנון מהפך מודרני. התמונה לעיל מציגה את החלוקה המותנית של צרכני החשמל לשתי קבוצות עם מנועים חשמליים אסינכרוניים וספקי חשמל אלקטרוניים. בדרך כלל הם מחוברים למקום בדירה.

מעגל מקור הגיבוי הזה נקרא בדרך כלל פעיל מכיוון שהוא עוקב כל העת אחר פרמטרי הרשת, ומחבר את ספק הכוח האוטונומי לעומס לאחר שקבע כי אירעה תקלה במעגל אספקת החשמל. בשיטה זו, אוטומציה דורשת לפחות זמן קטן אך די מוגדר לנתח את המצב ולבצע מיתוג. ברגעים אלה נוצרת הפסקה קצרה של זמן מת.

נוכחותה החובה היא החיסרון העיקרי של מערכת זו, אך בפועל אין לה השפעה מיוחדת על תפעול מכשירי חשמל ביתיים. אחרי הכל, מנועים חשמליים מסתובבים ממשיכים לעבוד על ידי אינרציה, ללא זמן לעצור, והמעגלים האלקטרוניים של התקני מחשב מבוססי מעבדים מחוברים לאספקת החשמל הגיבוי של ה- UPS באמצעות אותם אלגוריתמים בדיוק.

כיצד להפחית את העומס על המהפך והסוללה

בעת מעבר אתה יכול להפחית את הפסדי האנרגיה המתרחשים במעגל ולהאריך את חיי הסוללה בכמה אופנים.

מנורות תאורה

ארגון מערכת הכוח הגיבוי ועלותה קשורים קשר הדוק לצריכת החשמל של הרשת. לכן נושא החיסכון בחשמל והמעבר לטכנולוגיות חיסכון באנרגיה צריכים לשים לב במיוחד.

כדי להפחית את העומס על המהפך, ובו זמנית את גודל טעינת התאורה, תוכלו פשוט להחליף מנורות ליבון רגילות בפלורסנט, הלוגן, חיסכון באנרגיה (פלורסנט קומפקטי) או נורות לד.

אתה יכול גם לחלק את מקורות האור החשמלי לשתי קבוצות:

1. שימוש קבוע;

2. תאורה מקומית חובה.

בעת מעבר לעבודה מהמהפך, הדבר יאפשר להשתמש במקורות מוגבלים בלבד, וכל שאר הדברים צריכים להיות מחוברים באופן בלעדי לפי הצורך.

פישוט האלגוריתמים למכשירי חשמל ביתיים

כמעט לכל המכשירים האלקטרוניים (טלוויזיות, מחשבים, טלפונים ומכשירים אחרים) יש ספקי כוח היוצרים 12 וולט מתח ישיר מרשת משתנה 220. ניתן ליצור אותם בעיצובים מובנים או מרוחקים, כמו מחשב נייד.

כאשר מקלטים כאלה של אנרגיה חשמלית מופעלים באמצעות המהפך, ולא מרשת חיצונית, אז באמצעות סכמת חיבור קונבנציונלית מתרחשת המרה כפולה של אנרגיה:

• ראשית, המהפך לוקח מתח של 12 וולט מסוללות הליום וממיר אותו ל- 20220 המוזן למחשב הנייד, כמו במקרה שלנו;

• ואז יחידת אספקת החשמל של מכשירים אלה ≈ 220 וולט מתקן שוב בגודל 12V.

זה די הגיוני להחריג תהליכים כאלה מאלגוריתמים, ובעבור מעבר לכוח גיבוי, השתמש במעגל כאשר בקר המהפך מספק ישירות מתח סוללה של 12 וולט לכל הרכיבים האלקטרוניים במחשב מבלי לבזבז אנרגיה בהמרה הכפולה שלו. ניתן להשיג זאת על ידי יצירת מעגל של שקעים מקבילים לחיבור סוללות הליום למכשירים כאלה.

עם זאת, הדוגמה לעיל עם מחשב נייד מוצגת רק כדי להדגים את העיקרון של בניית מערך כוח לגיבוי, אם כי למחשב הנייד עצמו יש סוללה מובנית המבצעת את הפונקציות של UPS.

כאשר מנותקים מתח חיצוני במעגל דומה, עומס על המהפך והסוללה בכללותו מצטמצם.

שמירת אנרגיה של שמש, רוח, מים, מנוע בעירה פנימית

במעגל שנבחר נכון, סוללות הליום יכולות לשריין חשמל למשך זמן רב, אך יכולתן איננה אינסופית. יגיע הזמן בו ידרשו טעינה מחדש.

לשם כך משתמשים בדרך כלל באנרגיה של מקורות זרם אחרים:

• סוללה סולארית;

• שדה אלקטרומגנטי של גנרטור עובד.

השימוש באנרגיה סולארית

עיצובים של תאים סולאריים משתפרים ללא הרף, הם פופולריים. הם יכולים להימצא יותר ויותר לא רק במערכות ההזמנות של צרכני הבית, אלא גם כמקורות החשמל העיקריים.

בעת שימוש בפאנלים סולאריים, חשוב להתאים את אלגוריתם פעולת הבקר כך שאנרגיה סולארית לא רק תומכת בקיבולת של סוללות הליום, אלא גם תזרום ישירות לספקי כוח צרכניים באמצעות מעגל אלקטרוני, ויספק להם זרם חשמלי.

קרא עוד אודות השימוש בפאנלים סולאריים במערכת אספקת החשמל לגיבוי כאן: תחנות כוח סולאריות לבית

באמצעות ערכות גנרטורים

לשימוש ביתי, מכונות AC סיבוביות. יש להם גנרטורים לפי היחס בין שדות אלקטרומגנטיים מסתובבים של הרוטור והסטטור:

1. סינכרוני;

2. אסינכרוני.

העיצובים הראשונים מורכבים יותר, הם תופסים היטב עומסים אינדוקטיביים הנוצרים על ידי מנועים חשמליים מסתובבים, אך יקרים יותר.

גנרטורים אסינכרוניים מיועדים בעיקר לספק עומסים פעילים ממנורות ליבון במעגלי תאורה, תנורי חימום חשמליים (TEN) ומכשירים דומים. כדי לספק לצרכנים תגובתי אותם, יש צורך לספק מרווח משמעותי של כוח הגנרטור מכיוון שהם סובלים בצורה גרועה את המרכיבים הא-סימטריים של מעברים המתרחשים במעגל בעת הפעלת מנועים חשמליים.

כדי לקדם ולשמור על סיבוב של רוטור הגנרטור, יש להחיל עליו מומנט. מקורו עשוי להיות אנרגיה:

• רוח;

• זרמי מים;

• מנוע בעירה פנימית.

אנרגיית רוח לבית

זה שייך לטכנולוגיה ידידותית לסביבה לייצור חשמל.עם זאת, מערכת כוח גיבוי לבית, המבוססת על לכידת אנרגיית רוח, עשויה לא תמיד להיות יעילה. נפחים ומהירויות של מסות אוויר הנעות באטמוספרה בתנאי אקלים שונים שונים מאוד.

ברוב רוסיה הרוחות אינן קבועות, תלוי בסיבות רבות, כולל זמן השנה ותנאי מזג האוויר. הם מנוטרים ונאספים על ידי השירות המטאורולוגי. ממדידותיהם ניתן להעריך בערך את היעילות של השימוש בטורבינות רוח לייצור ולהעברת מומנט לגנרטור.

הכוח שנוצר על ידי מחולל הרוח מושפע גם מ:

• תכנון טורבינת רוח;

• הבחירה במיקום והגובה של המדד;

• התקנה נכונה;

• מעגלים מיושמים וגורמים רבים אחרים.

קרא עוד אודות השימוש בכוח הרוח כאן: מחוללי רוח ברוסיה - כיצד לבחור, להתקין ולהימנע מאכזבה 

רתימת האנרגיה של מים זזים

השימוש בחשמל הידני בבית יכול להקל מאוד על חייו של בעל הבית. אבל, נהרות ונחלים לא תמיד זורמים ליד בתינו ...

בנוסף, הבריכות שלנו קופאות בדרך כלל בחורף, מכוסות בשכבה של קרח סמיך. וזה מסבך מאוד את אספקת החשמל, אך אינו שולל לחלוטין את השימוש בו.

טכניקות מודרניות להתקנת טורבינות הידראוליות מתחת לעומק היווצרות הקרח מאפשרות לקחת אנרגיה מזרמי מים זזים כל השנה.

לדגימה של עוצמת הזרימה ההידראולית בבית, מבנים הידרואלקטריים פשוטים חסרי סכר מתאימים ביותר. ניתן לבצע אותם על סמך:

• גלגל מים;

• מדחף;

• הרוטור דריה;

• תחנת כוח הידרואלרית גרלנד.

השימוש באנרגיה תרמית של דלק במנוע בעירה פנימית

ICE מודרני לגנרטורים ביתיים עובד על:

• בנזין;

• סולר;

• גז טבעי או נוזלי.

מחוללי גז בדרך כלל מיועד לייצור חשמל בעל קיבולת קטנה יחסית למשך מספר שעות. הם נוצרים עם מערכת קירור מים או אפילו אוויר, מצוידים בגנרטורים אסינכרוניים.

עיצובים של מנועי בנזין אינם תופסים מקום רב, הם קומפקטיים, נוחים לתחבורה. הם משמשים לרוב לתאי חשמל, מבצעים עבודות בנייה קצרות בהן אין רשת חשמל נייחת.

אך עבור אספקת חשמל לטווח ארוך של צרכנים חזקים בתנאי הפעלה קיצוניים, הם אינם מתאימים.

גנרטורים דיזל לשימוש ביתי נוצרים חזקים יותר. בהתאם לעיצוב מערכת קירור המנוע, הם יכולים להיות מתוכננים להפעלה רציפה.

היצרנים מייצרים אותם עם גנרטורים סינכרוניים או אסינכרוניים, מערכות בקרת אספקה ​​ואוטומציה של מורכבות משתנה. פופולרי הוא העיצובים של התקני מיכל מודולריים של DES.

הנוכחות של פונקציית ABP מרחיבה את היכולות של תחנות כוח דיזל במערכות כוח גיבוי לבית.

עם זאת, הם, כמו מנועי בנזין, פולטים מוצרי בעירה רעילים לאטמוספרה, יוצרים הרבה רעש, רעידות. זה דורש אימוץ אמצעים טכניים מיוחדים להפחתת גורמים מזיקים אלה.

תחנות כוח לייצור גז לרוץ על גז טבעי או נוזלי. הם מחוברים לרשת גז נייחת או למכלי אחסון גז נוזלי. עלות הפעלתם נמוכה יותר מאשר בתחנות הבנזין והדיזל בגלל המחיר הנמוך לדלק.

הם יכולים לכלול גנרטורים אסינכרוניים או סינכרוניים, מערכות אוטומציה בעלות מורכבות משתנה. לרוב, הם מיוצרים בגרסת מכולה להפעלה ארוכה ללא הפרעה במצב אוטומטי עם אפשרות לשליטה ופיקוח מרחוק.

בנוסף, פליטת מוצרי בעירה לאטמוספירה ממנועים אלה מאופיינת בתוכן נמוך של חומרים מזיקים.

מבחר רחב של מקורות כוח בעלי יכולות ועיצובים שונים, תוך שימוש במנשאי אנרגיה הזמינים עבור האזור הנתון, מאפשר לבעל הבית לבחור במערכת כוח הגיבוי האופטימלית ביותר לצרכיו.

קרא גם בנושא זה: כיצד מסודרים ועובדים ספקי כוח ללא הפרעה (UPS)?

Comments

[#1]

מעולה כתמיד.

[#2]

סוללות הליום אינן קיימות! הליום הוא גז אינרטי. העובדה שסוללות "הליום" מוזכרות כל העת במאמר זו טעות אחת גדולה. יש סוללות ג'ל. אבל זה רק סוג של סוללות עופרת חומצה שבה האלקטרוליט אינו נוזלי, אלא בצורה של ג'ל.