В сучасних реаліях стабільне енергопостачання має першочергове значення не тільки для промисловості, бізнесу, а і для пересічної людини. Перебої в енергопостачанні негативно впливають не тільки на роботу електроприладів, але і на самопочуття та психологічний стан людини. Без електрики не працюють підприємства, магазини, сфера послуг, зв’язок, інтернет, та інше, що не дає можливості жити звичним для нас життям. Питання резервних джерел живлення вийшло на перший план. Вирішити цю проблему можна декількома способами.
Можна встановити дизель або бензиновий генератор. Так, але крім переваг такого рішення є і багато недоліків.
До переваг можна віднести:
- мобільність;
- різноманітна потужність. Від 0,2 до 16кВт у бензинових генераторів, та до 2,5МВт у дизельних;
- надійність;
- можуть працювати в різних кліматичних умовах.
До недоліків відносять:
- висока вартість кВт*год. електроенергії. Для вироблення 1кВт*год енергії дизель генератор споживає в середньому 0,25 літрів дизельного пального, тобто 1кВт*год, при сьогоднішніх цінах на пальне, буде коштувати приблизно 13,75 грн. Для бензинового генератора, який у середньому споживає 0,35 літрів пального, цей показник буде ще вищий – 20,4грн/кВт*год. Також ще треба врахувати витрати на обслуговування обладнання;
- високий рівень шуму;
- в процесі згоряння палива виділяються шкідливі речовини;
- потрібно спеціально облаштоване місце для зберігання великої кількості палива;
- генератори потребують частого технічного обслуговування.
Тож при, здавалося б, простому використанні генераторів існує багато обмежень в їх експлуатації.
Іншим шляхом для вирішення проблем енергопостачання є використання павербанків, інверторів чи зарядних станцій.
Павербанки використовують для заряджання смартфонів, планшетів, ноутбуків, та інших малопотужних пристроїв. Цей прилад призначений для накопичення та зберігання електричної енергії, і в разі потреби використання її для заряджання різноманітних гаджетів. Вихідна напруга пауербанка зазвичай становить 5В постійного струму, але для зарядки більш потужних пристроїв, таких як ноутбуки, існують пауербанки з робочою напругою 9 чи 12В.
Зарядні станції, також, призначені для накопичення і зберігання електроенергії, але вони постійну напругу, трансформують в звичну для нас напругу 220В, 50Гц. Основними характеристиками при виборі зарядних станцій є їх потужність та ємність акумулятора.
Потужність станції вимірюється в ватах (Вт). Цей параметр визначає потужність навантаження яке може заживити зарядна станція. Тобто при виборі зарядної станції потрібно підсумувати потужність приладів, які ви одночасно будете підключати до неї. Потужність станції повинна бути не менше отриманої величини.
Ємність акумулятора станції вимірюється в ват-годинах (Wh). Цей параметр визначає скільки часу ваша станція зможе підтримувати роботу підключених пристроїв. Для визначення часу роботи потрібно ємність акумулятора поділити на потужність навантаження. Для подовження часу роботи, деякі сучасні моделі станцій мають можливість підключення додаткових акумуляторів. Акумулятори, які використовують в зарядних станціях, літій-іонні(Li-ion) або літій-залізо-фосфатні(LFP), які мають високі показники ємності, низький саморозряд, витримують багато циклів заряд – розряд та не потребують постійного обслуговування.
Так як користувачі підключаються до станції через роз’єми на самому пристрої, то важливою характеристикою є наявність різноманітних портів для підключення навантажень (USB, Type-C, AC - розетки, DC – роз’єми), та їх кількість. Для заживлення всієї квартири або будинку від зарядної станції, потрібно використовувати блок автоматичного ввімкнення резерву (блок АВР). При ручному керуванні застосовують трипозиційні перемикачі. Заживлення помешкання за допомогою кабелю та двох вилок пов’язане з ризиком виходу з ладу зарядної станції.
Якщо ви плануєте використовувати зарядну станцію в якості мобільного джерела живлення для пікніків, поїздок на природу, або в інших подібних випадках, велике значення має, також, її вага та габарити.
Сучасні зарядні станції мають можливість заряджання не тільки від мережевої розетки 220В, а і від сонячних панелей або автомобільного прикурювача. Також вони обладнані модулем Wi-Fi для керування і контролю з будь якого місця.
Для прикладу візьмемо випадок коли треба заживити:
- холодильник потужністю 200W;
- освітлення потужністю 20W;
- телевізор потужністю 25W;
- інтернет модем та роутер потужністю 16W.
Сумарна потужність споживання буде 261W. Популярна зараз модель зарядної станції EcoFlow Delta2, яка має номінальну потужність 1000Вт та ємність 1024Вт*год може безперервно працювати з таким навантаження близько 4 годин.
Інвертори – це прилади для перетворення постійного струму в змінний різної напруги та частоти. Інвертори використовують в багатьох приладах автоматичного керування в промисловості (наприклад в системах керування частотою обертів та потужністю електродвигунів), в зеленій енергетиці, в автомобілях, побутових приладах, тощо. В зв’язку з тим, що на ринку є дуже великий асортимент перетворювачів, для правильного вибору потрібного вам приладу, розглянемо їх основні характеристики.
Одною з найважливіших характеристик інверторів є їх потужність. Зараз існують моделі побутових перетворювачів з потужністю від 200Вт до 5кВт. Щоб визначитись з тим якої потужності прилад вам потрібен, необхідно просумувати потужності всіх користувачів які можуть одночасно працювати від інвертора. Потужність інвертора обирають такою, щоб він працював без перевантажень і, навіть, з деяким запасом. Зазвичай це 20 - 30%. Від інвертора з потужністю 1кВт можна заживити освітлення та декілька приладів невеликої потужності. Інвертор потужністю 3кВт підійде для невеликого будинку чи квартири, але до нього не можна підключати обігрівачи, електричні котли та бойлери. Для заживлення цих споживачів краще обирати перетворювачі з потужністю 5кВт.
Також важливим показником перетворювача є форма вихідної напруги. За цим параметром інвертори поділяються на прилади з апроксимованою або модифікованою синусоїдою та чистою синусоїдою. Модифікована (або апроксимована чи квазісинусоїда) – це форма напруги, яка наближається до синусоїди, але складається з прямокутних чи трапецієподібних імпульсів. Такі інвертори є більш бюджетні за перетворювачі з чистою синусоїдою, але багато приладів (холодильники, кондиціонери, насоси, прилади з трансформаторними блоками живлення) з ними не будуть працювати взагалі чи будуть працювати не коректно.
За своїм призначенням інвертори бувають:
- автомобільні, або як їх ще називають ручні. Це компактні прості прилади, які зручно брати з собою в автомобіль. Підключаються вони через прикурювач або напряму до акумулятора. При низькому заряді акумулятора, потрібно просто завести двигун;
- інвертори для зварювання використовують подвійне перетворення. Спочатку вони перетворюють вхідну напругу 220В, 50Гц в постійну напругу 220В, а потім в струм з частотою 200кГц та можливістю регулювання вихідної напруги та струму.
- інвертори для сонячних чи вітрових електростанцій перетворюють відновлювальну енергію накопичену в акумуляторах на звичну для нас 220В, 50Гц.
- для котлів опалення. Такі прилади повинні генерувати чисту синусоїду. Для заживлення автоматики газових котлів вистачить потужності інвертора 600Вт. Для електричних котлів потрібен інвертор потужністю 3кВт;
- автономні інвертори для дому перетворюють енергію накопичену в акумуляторах в звичайний змінний струм 220В, 50Гц. Зазвичай будинок живиться від загальної мережі, але при зникненні напруги, чи виході її параметрів за межі налаштування, такий інвертор перемикається на акумулятори. Коли напруга мережі відновиться, інвертор знову перемкне будинок на мережу, та зарядить акумулятор. Крім автономних ще існують мережеві інвертори, які працюють без акумуляторів, а генеровану енергію постачають в мережу. Також є гібридні інвертори які поєднують в собі переваги обох попередніх типів.
Якщо ви плануєте користуватись інвертором, дуже важливе значення має підбір акумуляторів. Існують декілька основних видів які мають свої переваги та недоліки:
- Свинцево-кислотні акумулятори;
Переваги:
- надійні;
- доступна ціна;
- найбільш розповсюджені.
Недоліки:
- велика вага і габарити;
- потребують регулярного обслуговування;
- не можна користуватись в помешканні;
- Гелеві акумулятори;
Переваги:
- не потребують обслуговування;
- стійкість до глибокого розряду;
- великий термін служби.
Недоліки:
- дорожчі ніж свинцево-кислотні;
- чутливі до змін навколишньої температури.
- AGM акумулятори.
Переваги:
- не потребують обслуговування;
- стійки до механічних впливів;
- порівняно невеликі габарити і вага.
Недоліки:
- дорожчі ніж свинцево-кислотні;
- менш стійки до високих температур.
- літій-іонні (Li-ion) та літій-залізо-фосфатні (LFP) акумулятори.
Переваги:
- велика енергоємність;
- не велика вага та габарити;
- великий термін служби;
- швидко заряджаються;
- не потребують обслуговування.
Недоліки:
- найдорожчі з усіх варіантів;
- чутливі до високих температур;
- чутливі до перенапруги.
Важливим параметром акумулятора є його ємність. Цей показник визначає час, який він зможе забезпечувати електропостачанням підключене обладнання. Так акумулятор ємністю 100Ah і напругою 12В зможе запасти 1200Wh енергії. При споживанні 200W, такий акумулятор протримається 6 годин. Якщо потрібно забезпечити більш довготривале енергопостачання, потрібно взяти акумулятор більшої ємності або з’єднати паралельно два або більше таких акумуляторів. Важливо щоб їх напруга була однаковою і була дотримана полярність батарей.
Напруга акумулятора повинна відповідати вимогам інвертора. Якщо інвертор розраховано на 12В, вам знадобиться один акумулятор на 12В. Для інвертора, який розраховано на 48В потрібно взяти 4 акумулятора на 12В і з’єднати їх послідовно, стежачи за правильною полярністю.
Акумуляторні батареї повинні розташовуватися чим ближче до інвертора для запобігання втрат енергії на нагрівання кабеля. Адже, при повному навантаженні інвертора потужністю 3кВт, струм в кабелі від акумуляторів з напругою 24В буде складати 125А. Для цього потрібно взяти мідний кабель перерізом щонайменше 25мм2. При віддаленому розташуванні батареї, переріз кабеля повинен бути ще більшим.
Який акумулятор краще вибрати для інвертора? На це питання немає універсальної відповіді. Все залежить від конкретної ситуації. Потрібно розглянути всі параметри батарей і вибрати ту яка найбільш підходить для вашого випадку. Але можна дати декілька загальних порад:
- для резервного живлення в умовах частих відключень можна обрати AGM акумулятор;
- для довготривалого використання з мінімальним обслуговуванням – гелеві акумулятори;
- Li-ion чи LFP акумулятори обирають для високоефективних систем з тривалим терміном служби та обмеженою вагою.
Підключення інвертора до мережі квартири чи будинку складається з декількох етапів:
- По перше потрібно визначитись з типом та моделлю інвертора та акумуляторних батарей.
- По друге визначте місце де буде змонтовано інвертор і акумуляторні батареї.
- Далі змонтуйте інвертор на стіні або на спеціальній стійці, згідно з інструкцією.
- Під’єднайте акумулятори до інвертора дотримуючись полярності.
- Під’єднайте інвертор до мережі через автомат захисту.
- Налаштуйте інвертор згідно з вашими вимогами та дотримуючись інструкції.
Під час встановлення і налаштування необхідно виконувати заходи безпеки:
- перед початком робот завжди вимикайте живлення;
- використовуйте засоби індивідуального захисту;
- перед включенням перевірте надійність електричних з’єднань та відсутність короткого замикання.
Для забезпечення довготривалої та надійної роботи інвертора необхідне його регулярне обслуговування, яке полягає у візуальному огляді для виявлення механічних пошкоджень та слідів перегріву, чистка вентиляційних отворів від пилу, перевірка надійності електричних з’єднань.
Вибір між зарядною станцією та інвертором з акумулятором залежить від ваших потреб. Якщо вам потрібно забезпечити електрикою велику кількість пристроїв, інвертор може бути більш доцільним. Але у випадку коли вам потрібна портативна система для заряджання гаджетів в дорозі чи в аварійних випадках - зарядна станція буде більш зручним та практичним вибором.
Правильний вибір приладів аварійного живлення є критично важливим для забезпечення безперебійного електропостачання у випадку непередбачуваних ситуацій.
Автор: Юрій Флейшман
-400x300.jpg)
-400x300.jpg)
