Периодические отключения электричества способны вывести из строя всю систему отопления и повлиять на работу бытовой техники. Организация резервного питания дома только на первый взгляд сложная задача. В этой статье мы расскажем вам, как самостоятельно организовать резервное электроснабжение дома.

Практически в любом хозяйстве можно найти ряд устройств, которые было бы неплохо обеспечить резервным питанием. Сюда можно отнести холодильник, водонасосное оборудование, отопительный котел, компьютеры и устройства телефонии. Внезапно прерванная подача питания или скачки напряжения сокращают срок работы двигателей, возможен выход из строя блоков питания электронных устройств.

Существует два способа снизить влияние городской электросети на ритм своего быта. Для этого используют или источники бесперебойного питания (ИБП), или аварийные электрические генераторы .

Использование ИБП в домашнем хозяйстве

Почти все современные настольные компьютеры снабжены блоками бесперебойного питания для защиты от потери данных. Схожие по устройству приборы, но более мощного класса, могут быть использованы для питания бытовой техники во время аварийного обесточивания. Специфика их использования распространяется вплоть до организации аккумуляторных хранилищ, способных обеспечить весь дом электроэнергией в течение одного-двух дней.

И все же в быту наиболее широко применяются ИБП, защищающие отдельный потребитель или несколько, объединенных в выделенную линию, к которой может быть подключена также котельная или дежурное освещение. Это в корне меняет план электроснабжения дома, может потребоваться прокладка дополнительной проводки.

Инверторная система бесперебойного питания: 1 — сеть; 2 — батарейный инвертор; 3 — аккумуляторный банк; 4 — потребители

Перед приобретением ИБП следует составить список аварийных потребителей и рассчитать их мощность, потребляемую за наиболее продолжительный период, на который возможно отключение энергии. При этом обязательно учитывается как режим работы оборудования, так и прошлые опыты простоя без электричества.

Например, в резервном питании нуждаются:

1. Холодильник — 400 Вт, время работы — 6 ч.
2. Циркуляционный насос — 95 Вт, время работы — 24 ч.
3. Газовый котел и автоматика котельной — 85 Вт, время работы — 24 ч.
4. Зарядка ноутбука и телефонов — 200 Вт, время работы — 4 ч.

Таким образом, можно определить общее потребление приборов: 2,4 + 2,28 + 2,04 + 0,8 = 7,52 кВт/ч в сутки. Чтобы учесть и компенсировать временную деградацию аккумуляторов ИБП, к этому значению нужно добавить 30%, в итоге необходимая суточная емкость батареи ИБП составит почти 9,8 кВт/ч. Сделав поправку на время аварийной работы, вы получите необходимую мощность устройства. Учитывайте, что устройства такого класса мощности весьма дорогостоящие и делать дополнительный запас мощности не всегда нужно: поскольку ИБП не будет работать под полной нагрузкой, расчетной емкости хватит вполне.

Конфигурации защищенных сетей

При необходимости организовать резервное питание одному-двум потребителям, разумно использовать локальные ИБП. Так не потребуется переделка проводки в доме, нужно только корректно выбрать место установки прибора, а он довольно громоздкий.

В целом при нагрузке свыше 3 кВА/ч имеет смысл устанавливать одно устройство резервного питания для всех потребителей, организовав для них выделенную линию. Покупка одного мощного ИБП выгоднее нескольких менее мощных, в этом случае расходы на монтаж новой проводки вполне оправданы.

Другой плюс высокомощных ИБП — возможность самостоятельно определить режим и характеристики выходного тока для более продолжительной автономной работы. Встроенный контроллер заряда в таких устройствах существенно продлевает жизнь батарей и поддерживает их в полной готовности даже во время длительного простоя. Большинство устройств имеют интерфейс связи с ПК для отслеживания журнала работы и диагностики, а встроенный стабилизатор напряжения исключит скачки напряжения и сетевые помехи.

Длительная автономная работа — подключаем генератор

Есть два пути повышения времени автономной работы: наращивание парка аккумуляторных батарей и использование автономного источника электроэнергии. Первый вариант более дорогостоящий и использовать его следует лишь в тех условиях, где установка ДВС-генератора невозможна, например, в квартирах или офисах. Возникает спорный вопрос: а зачем нужен ИБП при наличии генератора?

Практика показывает, что параллельное использование этих устройств имеет свои плюсы:

1. Электроснабжение осуществляется абсолютно беспрерывно.
2. Характеристики тока, генерируемого портативными электростанциями, далеки от идеальных. Стабилизатор ИБП сглаживает помехи, имеет УЗИП электронного типа.
3. При работе от генератора не нужны устройства высокого класса мощности, достаточно чтобы они соответствовали пиковой нагрузке при одновременно включенных потребителях. В случае, рассмотренном выше, будет достаточно ИБП мощностью 1 кВА/ч.

В отдельных случаях имеет смысл использовать генераторы с функцией автозапуска. В момент перехода на питание от аварийного генератора и при возникновении нештатных ситуаций (генератор заглох, кончилось топливо), питание переключается на ИБП. В нормальном же режиме генерируемого электричества будет достаточно для поддержки полного заряда батарей и включения всех потребителей в работу.

Гибридная система бесперебойного питания: 1 — сеть; 2 — инвертор; 3 — генератор; 4 — аккумуляторный банк; 5 — потребители

Построение схемы на многофункциональном АВР

Комфорт от применения ИБП достаточно высок, чтобы многие владельцы задумались о резервном питании всей электросети, а не отдельных потребителей. Для этого также есть несколько путей решения.

При невозможности установить генератор функцию резервного питания на себя берет сборка аккумуляторных батарей достаточной емкости. Тип аккумулятора определяется режимом работы: гелиевые имеют наибольшую цикличность и рассчитаны на частые включения, свинцово-кислотные AGM-аккумуляторы дешевле, их оптимально использовать для работы в режиме байпаса.

Аккумуляторный парк собирается из нескольких параллельно подключенных необслуживаемых аккумуляторов емкостью в 100-200 А/ч. Суммарная емкость парка должна соответствовать общему энергопотреблению в пересчете на низкое напряжение, то есть в рассмотренном выше случае потребление приборов от сети 230 В составило 9,8 кВт/ч или кВА/ч. При напряжении 12 В это эквивалентно общему потреблению в 816 А/ч, так определяется суммарная емкость парка. При сборке нужно учитывать также собственное энергопотребление системы и потери в проводах низкого напряжения, это примерно 5-7% от первоначальной мощности. Все функции по управлению системой бесперебойного питания берет на себя инвертор с электронным управлением. Стоимость устройства надлежащего качества (MeanWell) на 1 кВт пиковой мощности составляет 400-600 $, от 3 до 5 кВт — 1200-1400 $. К слову, комплексные устройства с теми же параметрами обходятся как минимум в 2-3 раза дороже.

Резервная система с блоком АВР: 1 — сеть; 2 — генератор; 3 — аккумуляторный банк; 4 — щит автоматического ввода резерва (АВР); 5 — многофункциональный инвертор; 6 — потребители

При наличии генератора аккумуляторный парк можно существенно сократить до одного-двух часов бесперебойной работы. Но потребуется установка устройства АВР с функцией запуска генератора. Подойдут и простейшие щиты отечественного производства, такие как ЩАПг-3-1-50 «Техэнерго» (~20 000 руб.) или сборки АВР самостоятельного исполнения.

Для создания бесперебойной подачи электроэнергии и организации высокоэффективной отопительной системы необходимо купить для дома ИБП (источник бесперебойного питания для дома). Существует несколько видов блоков бесперебойного питания для дома, которые отличаются по своей работе.

Назначение ИБП для дома

Главным предназначением ИБП для дома принято считать снабжение электроэнергией жилых помещений при выключении или аварийном обесточивании центральной линии. При поступлении вольтажа на главную сетевую линию ИБП для частного дома в автоматическом режиме подаст электропитание снова, электроснабжение может происходить всех потребителей или выборочно. Данные устройства бесперебойного питания для дома оснащены специальной защитой от колебаний напряжения в сети и позволяют его стабилизировать.

Виды ИБП для дома

1. Резервный источник бесперебойного питания для дома – цена устройства отличается доступностью. Гарантирована высокая эффективность, но теплоотдача маленькая. К недочетам относят замедленное переключение с электросети на батарею, низкокачественные входные и выходные фильтры от помех, отключение электропитания при небольших скачках напряжения.
2. Линейно-интерактивный источник БП – переключение быстрое с автоматическим режимом регулирования напряжения в сети. Такой бесперебойник для дома купить можно уже по более высокой цене, поскольку все его блоки и узлы выполнены из качественного материала.
3. Онлайн UPS – наиболее дорогостоящий вид бесперебойного питания. Используется на важных объектах в промышленности, где требуется особое качество подачи электропитания. Переключение с блоков питания происходит моментально.

Особенности источников бесперебойного питания для дома

Все источники бесперебойного питания для дома различаются по типу исполнения.

Если ИБП маломощный, то маленькие аккумуляторы находятся вместе с инвертором и зарядным устройством. Преимуществом моделей является малогабаритность и мобильность, а недостатком – замена батарей нужно производить на аналогичные, которые редко встречаются в продаже.

ИБП с внешним аккумулятором – батареи можно легко переместить в помещение с неизменной температурой, поскольку АКБ не выдерживают температурных колебаний.

Устройство ИБП для частного дома

Все источники бесперебойного питания для частного дома содержат в себе определенные блоки:

• входной фильтр;
• батареи от аккумулятора;
• электрический выпрямитель;
• заряжающее устройство;
• инвертор;
• корпус;
• контролирующие приборы;
• коммутирующие соединители;
• выходные цепи БП.

Принцип действия

Работа бесперебойного источника питания для дома заключается в таких действиях:

• с помощью выпрямителя сетевое напряжение преобразуется в переменное;
• преобразованный постоянный ток применяется для аккумуляторной зарядки и инверторного питания;
• выпрямитель подзаряжает батареи, питающие инвертор при выключении;
• инвертор подает в электросеть напряжение в 220В.

Критерии выбора ИБП для дома

Для того чтобы правильно выбрать бесперебойное питание для частного дома необходимо сложить всю мощность, используемых приборов и прибавить 20%. Так можно получить максимальную потребляемую мощность. Даже если не все бытовые приборы одновременно включаются, все равно лучше подбирать бесперебойники для дома с запасом на будущее.

Бесперебойники для котлов

Когда в доме установлен ИБП на все потребители, то необязательно приобретать отдельный бесперебойник для котла. Цена ИБП довольно высокая, поэтому не все могут купить бесперебойник для дома. В таких случаях можно приобрести ИБП специально для газового котла. При покупке необходимо следовать вышеизложенным критериям, а также уделить внимание на потребляемую котлом и насосами мощность.

Во время проживания вне больших городов собственники домов часто сталкиваются с проблемой перебоев в электроснабжении. Это бывает по многим причинам, например, из-за износа линий электропередач, погодных условий или неправильного разделения нагрузки. Чаще всего для решения этих проблем устанавливается резервное питание частного дома, которое бывает нескольких типов и решает различные задачи. В данной статье рассмотрены виды ИБП, какой резервный источник выбрать, и какими характеристиками обладает АКБ.

Источник бесперебойного питания

Для обеспечения снабжения электрическим током жилого помещения без перерыва существует несколько видов ИБП, которые классифицируются по исполняемым функциям. К ним относятся:

1. Комплекс агрегатов, призванных подключаться автоматически при нарушении снабжения сетевой электроэнергии. Во время аварийных ситуаций автоматика самостоятельно принимает решение и подключает резервный источник питания, снабжающий дом и основные бытовые приборы. При этом сетевая линия отключается до момента возникновения подачи энергии;
2. Постоянный источник электроснабжения. Эти приборы призваны обеспечивать постоянное снабжение электричеством жилой дом, что создает независимую от центральной линии систему, которая способна генерировать и накапливать энергию, используя аккумуляторы.

В обеих указанных выше системах имеется аккумуляторная батарея, которая является неотъемлемой их частью и используется в качестве накопителя и хранилища тока.

Также ИБП можно классифицировать, основываясь на принципе генерации электричества. В каждом из агрегатов есть свой источник питания: в первом случае это АКБ, которая накапливает ток во время работы приборов от центральной сети, а во втором – в качестве генерирующей силовой установки могут выступать солнечные батареи, бензиновый или дизельный генератор или ветряк . Подобная система особенно выгодна в отдаленных участках, при отсутствии поблизости центрального снабжения электричеством.

Виды АКБ для источника бесперебойного питания

Аккумуляторы для дома, используемые как резервное электроснабжение или в качестве основной коммуникации с альтернативным источником питания, в зависимости от своей конструкции бывают нескольких видов:

1. Свинцово-кислотные АКБ – это блоки, в которых электролит расположен внутри металлической сетки, между которыми находятся синтетические волокна, пропитанные жидкостью. Данные батареи широко используются для источников бесперебойного питания, так как быстро заряжаются и выдают большее количество энергии. Но в связи с тем, что структура свинцовых пластин пористая, срок службы подобных деталей весьма ограничен и составляет не более пяти лет;
2. Гелиевые аккумуляторы – это сложно устроенный агрегат, накапливающий и отдающий электрический ток, внутри которого вместо жидкого электролита расположен пропитанный гель. Он контактирует со стержнем, возникает электрохимическая реакция, но, благодаря свойствам геля, побочного эффекта в виде газа не возникает, поэтому эти батареи изготавливаются в герметичном корпусе.

Таким образом, исходя из физико-химических свойств перечисленных АКБ, можно сделать вывод, что резервное электроснабжение лучше устраивать, используя гелиевые батареи, так как они обладают глубоким разрядом, что очень важно при необходимости обеспечить электричеством частный дом во время отключения основной линии. А для организации источника бесперебойного питания по альтернативной схеме лучше подходит АКБ, созданный по свинцово-кислотной технологии.

Важно! В обоих типах батарей, так как выделения газа являются минимальными, корпус изготавливается герметичным, и обслужить его не получится. После выработки своего ресурса изделие подлежит утилизации согласно техническим требованиям.

Многие собственники индивидуального жилья, выбирая аккумуляторы для дома, используемые при отключении электричества, в целях экономии пытаются заменить более дорогие гелиевые или свинцово-кислотные АКБ простыми батареями с жидким электролитом, которые предназначены для автомобилей. Конечно, их стоимость значительно ниже, но и функции, которые они выполняют, отличаются. Данный агрегат предназначен для максимальной выдачи тока определенного номинала и мощности, чтобы раскрутить стартер двигателя и выполнить его запуск. Он обладает хорошими характеристиками по короткому импульсу, но для длительной работы не подходит, так как быстро разряжается. К тому же его подзарядка занимает значительно больше времени, чем гелиевые или свинцово-химические АКБ.

Резервное электроснабжение: принцип работы

Энергоснабжение частного дома может осуществляться несколькими способами. В первую очередь, это сетевая линия, подающая электричество, генерируемое городской станцией. Преимуществом данной системы является то, что ток, поставляемый от организации, имеет хорошие характеристики, большую мощность и устойчивые показатели. К тому же собственнику жилья нет необходимости следить за электрооборудованием, все обслуживание системы проводят электроэнергетики со специализированной организации.

Также нередко применяется индивидуальное снабжение электроэнергией с применением альтернативных источников питания, таких как солнечные батареи или генераторы. Преимущества данной системы – это ее независимость от сетевой организации и бесперебойное снабжение током жилого помещения. Но для устройства подобной схемы понадобятся определенные знания и опыт, поэтому при планировании обеспечения дачи или частного дома электричеством именно от независимого источника стоит обратиться к квалифицированным специалистам.

Не важно, какой вид энергоснабжения выбран, обязательно нужно предусмотреть резервное питание для частного дома. Эта система позволяет организовать данный тип коммуникации таким образом, что даже во время отключения основной линии электропередачи или возникновения аварийной ситуации вместо генератора включается аккумулятор, который на протяжении некоторого времени позволяет пользоваться электричеством для поддержания хотя бы минимального комфорта и работы основных бытовых приборов. В каждой из систем предусмотрен свой тип АКБ, в зависимости от решаемой задачи.

Принцип работы резервного питания весьма прост: он заключается в непрерывном накоплении тока в емкости аккумулятора при рабочей сети. То есть в системе имеется зарядное устройство, которое подключено к АКБ и общей линии. Во время отключения тока происходит обратная реакция, и накопленная энергия устремляется на потребителя, после возникновения подачи электричества все процессы возвращаются в исходный вариант.

Аккумулятор для частного дома: схемы подключения

Резервное электроснабжения для загородного дома с использованием аккумулятора может монтироваться по двум основным схемам:

1. Последовательное соединение АКБ. При этом напряжение будет увеличиваться кратно, например, при использовании батареи номиналом 12В два последовательно соединенных изделия образуют сеть, равную 24В, чем больше аккумуляторов, тем выше этот показатель;
2. Параллельная схема. В данном случае кратно увеличивается не напряжение, а сила тока, при этом мощность остается равной 12 Вольт, не зависимо от количества приборов.

Схему подключения необходимо применять в зависимости от расчета потребляемой энергии на бытовые приборы и в соответствии с нужным напряжением.

Технические характеристики АКБ для дома

Многие производители предлагают батареи с индивидуальными показателями, но большинство из них относительно схожи и имеют следующие характеристики:

1. Рабочее напряжение номиналом 12 Вольт. Это средний показатель наиболее распространённых изделий; бывают АКБ и 24 Вольта, но используются они весьма редко;
2. Емкость батареи для резервирования электроэнергии бывает разной: от 50 до 500 А/час. При необходимости больших объемов питания такие АКБ можно соединить в параллельную схему. Определить номинальную емкость изделия можно по весу: чем он выше, тем больше в детали свинцовых пластин, соответственно, и электрически заряженного материала намного больше;
3. Габариты и корпус. В большинстве моделей в качестве оболочки используется герметично запаянный пластик, который хорошо переносит перепады температур и не боится влаги, а также окисления внутренней среды;
4. Максимальный цикл заряда и разряда детали. В зависимости от емкости и устройства АКБ, она бывает от 50 до 250 циклов. Выбирать батарею для использования в бесперебойном электропитании необходимо, учитывая этот параметр, так как чем выше данный показатель, тем дороже будет АКБ.

Это основные характеристики, которые присущи большинству моделей аккумуляторов, используемых в качестве накопителя энергии в системах бесперебойного или аварийного электроснабжения.

Техника безопасности при эксплуатации АКБ

Дача является местом временного пребывания, поэтому при организации электроснабжения с использованием аккумуляторов, не зависимо от их вида, необходимо соблюдать основные правила техники безопасности при монтаже и эксплуатации, чтобы в момент отсутствия собственника в жилом помещении не возникло аварийных ситуаций.

В первую очередь, это обеспечение хорошей циркуляции воздушных масс в технической комнате, в которой расположены батареи. Так как побочным эффектом зарядки АКБ является образование вредного для человека газа в момент закипания электролита, его скопление может привести к отравлению или аллергической реакции. Поэтому для качественного проветривания помещение нужно оборудовать приточной и вытяжной вентиляцией, желательно работающей в автоматическом режиме.

Необходима установка термостатического датчика, отключающего питание зарядного устройства. Это необходимо для предотвращения вздутия или разрыва АКБ во время достижения им максимальной емкости.

Нужно периодически замерять рабочие параметры батареи, используя мультиметр или другое оборудование. Если технические характеристики в процессе эксплуатации значительно упали, то деталь необходимо заменить и провести точную диагностику всей системы для выяснения причины.

Запрещается использовать в резервном или автономном энергоснабжении автомобильные аккумуляторы с жидким электролитом. Так как они обладают низким ресурсом с точки зрения цикла подзарядки, который равен не более 50 раз, то срок их службы в данной системе составит не больше 6 месяцев.

Таким образом, при правильном выборе и грамотной эксплуатации аккумулятора для резервного питания частного дома оборудование прослужит вес срок, заявленный производителем, и не доставит проблем собственнику жилого помещения.

Видео

Резервное электроснабжение загородного дома остаётся актуальным вопросом в любое время. Многие владельцы частных загородных домов сталкиваются с ситуациями, когда внезапно исчезает электричество. Правильное решение данной проблемы - обеспечение электричеством дома за счёт организации резервного питания.

Устройство системы резервного питания дома

Автономная система электрического питания может обеспечить бесперебойную работу всего оборудования дома. В случае сбоя стационарной электросети резервное электроснабжение сможет обеспечить необходимую для работы приборов мощность. Источники питания, обеспечивающие независимое от основной сети электроснабжение дома, различны между собой и представлены в большом разнообразии.

Для обеспечения электричеством частного загородного дома при незапланированном отключении энергии часто применяют:

• Инверторы
• Аккумуляторные батареи

Основная функция современных источников резервного электроснабжения дома - осуществление бесперебойного снабжения дома электричеством.

Резервные источники бесперебойного питания выполняют следующие функции:

• Контроль за электросетью
• Фильтрацию скачков напряжения
• Зарядку аккумуляторных батарей

Когда значения питающей системы имеют критические параметры или электроэнергия совсем отсутствует, автоматика подключает инвертор, который берет ток от аккумуляторной батареи.

Для двигателей генераторов нужно:

• Дизельное топливо
• Бензин
• Природный и сжиженный газ

Выбор оборудования для автономного электропитания дома

От правильности выбранного оборудования для системы резервного электроснабжения дома зависит продолжительность и качество работы устройств. Подходить к выбору резервного источника электрического питания следует ответственно.

Для частного дома обычно выбирают следующие устройства:

• Инверторы. Данные устройства отличаются и имеют свои особенности. Нужно знать, что инвертор с синусоидой на выходе даёт более качественное электричество и сможет питать все электроприборы
• Аккумуляторы . Следует знать, что чем больше ёмкость аккумулятора, тем дольше можно будет использовать накопленную энергию

Система современного резервного электроснабжения

Современное резервное бесперебойное электроснабжение частного дома возможно при помощи солнечных батарей. Система батарей является экологичным способом получения электрической энергии для питания сети. Элементы солнечной батареи состоят из фотоэлектрических модулей, которые покрывают стеклом. Данное стекло имеет определённую текстуру и позволяет поглощать много солнечного света.

Ветрогенератор можно применять в качестве источника получения электроэнергии только на территории, где есть ветер. Сейчас данный источник энергии редко используется в качестве резервного электроснабжения загородного дома по причине неблагоприятных для работы условий.

Газогенераторные электростанции для снабжения электроэнергией

Газогенераторные электростанции могут работать на природном и сжиженном газе. Они подключаются к газовой системе. Стоимость работы данных источников электропитания обычно значительно ниже, чем у других генераторов.

Газогенераторные электростанции имеют:

• Синхронный, асинхронный аккумулятор
• Встроенную систему автоматического управления

Чаще всего электростанции предназначены для бесперебойной длительной работы в авторежиме с возможностью контроля дистанционно. Вредных выбросов от данных приборов меньше.

Бензогенераторы для питания электричеством дома

Бензогенератор используется для выработки электрической энергии небольшой мощности и может работать некоторое время. Данные источники бывают с воздушной и водяной системой охлаждения.

Бензиновый автономный генератор:

• Имеет компактный размер
• Удобен для транспортировки
• Подходит для электроснабжения дома

Бензогенератор часто используется для электроснабжения частных домов там, где недолго нет снабжения электричеством от основной электросети. Для длительной работы он не подходит.

Дизельный генератор для электроснабжения дома

Дизельный генератор является более мощным и в зависимости от конструктивных особенностей может быть рассчитан на долгую работу.

Он снабжается:

• Синхронным и асинхронным генератором
• Системой автоматического управления

Однако дизельный генератор, как и бензиновый, при работе выбрасывает вредные продукты сгорания и создаёт много шума при выработке электроэнергии. Это требует принятия различных технических мер для того, чтобы снизить неблагоприятное воздействие.

Бесперебойник своими руками для загородного дома

В работе электроснабжения частного дома часто случаются перебои в электропитании. Для обеспечения автономной работы электроснабжения на сегодняшний день предлагается много разных приборов и оборудования, но можно сделать альтернативный источник электроснабжения самостоятельно, что не так уж сложно.

Нужно приобрести инвертор и выполнить следующие действия:

• К стороне, где расположены клеммы, необходимо подсоединить провода сечением 4 кв.
• Затем к клемме присоединить кабель зарядного устройства
• После этого можно сделать присоединение к аккумулятору
• Теперь все подключается к инвертору

Большой выбор источников резервного питания различной мощности позволяет подобрать наиболее оптимальную систему электропитания для использования в загородном доме. Чтобы электросеть была надёжной, нужно учесть различные нюансы как при создании проекта, так и при монтаже. Кроме этого необходимо помнить, что система должна быть безопасной.