Аккумуляторы для резервных источников питания — ОРБИТА-СОЮЗ
Использование качественного аккумулятора — это залог надежности работы охранно-пожарной системы в чрезвычайных ситуациях, например при внезапном отключении электричества, что случается, к сожалению, нередко.
Критериев при выборе аккумулятора не так много: проверенный поставщик, сертифицированный продукт и знание основных характеристик.
В соответствии с НПБ-88-2001 «Установки пожаротушения и сигнализации. Нормы и правила проектирования» электроприемники установок пожарной автоматики по степени обеспечения надежности электроснабжения относятся к 1 категории.
На практике, в большинстве случаев, имеются источники электропитания 3 категории. В этом случае в качестве резервных источников питания (РИП) разрешается использовать аккумуляторные батареи или блоки бесперебойного питания (ББП).
В данном случае речь пойдет об аккумуляторных батареях (АКБ), которые во многом определяют работоспособность РИП, а следовательно и установок пожарной автоматики в целом.
В ОПС обычно используются свинцово-кислотные аккумуляторы, изготовленные по технологии AGM (Absorbed in Glass Mat), в которых содержится электролит, абсорбированный в стекловолоконном сепарате. Срок их службы измеряется годами (к примеру, Delta DTM — до 5-7 лет). Применение аккумуляторов, произведенных по технологии AGM, связано с тем, что нет необходимости в их обслуживании (за счет внутренней рекомбинации газа), батареи полностью герметичны, поэтому утечка электролитов невозможна, а соотношение цена/качество лучшее. Эти батареи оптимизированы для работы как в циклическом, так и в буферном режимах.
Электрическая емкость АКБ для РИП, измеряемая в ампер/часах (А/ч), рассчитывается исходя из потребляемого тока установкой пожарной автоматики и необходимого времени работы установки от РИП.
При этом надо помнить, что РИП должен обеспечить требуемое время работы в течении всего срока эксплуатации установки пожарной автоматики, то есть не менее 10 лет.
Поэтому правильная эксплуатация АКБ, диагностика и своевременная их замена является залогом надежной работы установки пожарной автоматики.
В современных РИП самое широкое применение нашли герметичные свинцово-кислотные АКБ. Еще их называют «необслуживаемые».
Это не совсем правильно, так как даже обычная грязь на клеммах может привести к потере контакта, нагреву клеммного соединения и, возможно, выходу АКБ из строя.
К несомненным достоинствам данных АКБ также относиться возможность кратковременного разряда большим током, до 3С,
где «С» — условное обозначение тока разряда (заряда), выраженное в числовом значении емкости АКБ в А/ч при часовом разряде батареи.
Это особенно актуально для установок пожаротушения, где пусковой ток может быть в десятки раз больше тока дежурного режима.
Свинцово-кислотные АКБ не боятся глубокого разряда и быстро восстанавливают свою электрическую емкость.
Они имеют достаточно длительный срок хранения и эксплуатации.
По конструкции свинцово-кислотные батареи представляют собой набор аккумуляторов, заключенных в пластиковый корпус,
на котором имеются положительный и отрицательный выводы и односторонний клапан для поддержания на определенном уровне избыточного давления газа в АКБ.
Каждый аккумулятор имеет набор положительных и отрицательных свинцово-олово-кальциевых пластин с активной массой из химических соединений свинца.
Между пластинами расположены сепараторы из химически устойчивого, не электропроводящего стекловолокна.
В качестве проводящей среды – электролита используется раствор серной кислоты. В результате заряда в процессе электрохимической реакции в аккумуляторе накапливается энергия в форме химической энергии. При этом на положительных пластинах происходит реакция с выделением кислорода, который переносится внутри аккумулятора и поглощается поверхностью отрицательных пластин. При разряде происходит обратная электрохимическая реакция.
Наибольшее распространение получили АКБ из трех и шести аккумуляторов, так называемые «шестивольтовые» и «двенадцативольтовые» АКБ.
Электрические характеристики АКБ существенно зависят от температуры окружающей среды.
Температурный режим оказывает наибольшее влияние на срок службы аккумуляторов.
Допустимый диапазон хранения в среднем составляет от -35° до +60°С (нужно понимать, что производитель, как правило, указывает максимальные характеристики). И все-таки хранить
Однако в практической эксплуатации вряд ли кто-то будет создавать для АКБ оптимальный температурный режим, поэтому все характеристики будем рассматривать для комнатных условий при температуре от 18°С до 22°С и относительной влажности воздуха до 85%.
Для выбора правильного режима эксплуатации АКБ необходимо представлять в какой зависимости находятся электрические характеристики АКБ от различных режимов эксплуатации.
При одинаковой разрядной емкости АКБ, при малых токах разряда активные материалы в аккумуляторе работают эффективнее, поэтому конечное напряжение разряда остается выше, чем при больших токах разряда.
Эта зависимость приведена на графике 1 для «двенадцативольтовой» АКБ.
Одно из важнейших условий успешной работы свинцово-кислотных батарей — правильный заряд. Поэтому нужно помнить, что оптимальный ток заряда для аккумуляторных батарей -0,1 С. При выборе зарядного устройства обязательно обращайте внимание на то, подходит оно вам по току заряда или нет.
Герметизированные свинцово-кислотные батареи очень чувствительны к перезаряду. Срок службы быстро снижается при работе в режиме постоянного подзаряда и увеличении напряжения источника питания и тем самым тока подзаряда. И в обратном случае, при постоянном недозаряде, происходит неполное восстановление активных масс и пластин, что ведет к повышению скорости коррозии и выпадению осадка. Со временем осадок может замкнуть пластины и, как следствие, аккумулятор выходит из строя. Многократные переразрядки снижают разрядную емкость и уменьшают срок службы. Такие же изменения могут происходить и при длительном хранении батарей в разряженном состоянии.
Рекомендуемый ток разряда, при котором не происходит необратимых изменений в характеристиках АКБ, лежит в пределах от 1/20С до 3С.
Величина разрядной емкости АКБ зависит от тока разряда.
Оптимальный ток разряда составляет 1/20С и при его увеличении разрядная емкость уменьшается, как показано на графике 2 для «двенадцативольтовой» АКБ.
При хранении АКБ происходит явление саморазряда. Рекомендуется ставить АКБ на хранение полностью заряженной. Во время хранения разряженного свинцового аккумулятора происходит перекристаллизация сульфата свинца на пластинах. Кристаллы сульфата становятся крупнее и могут частично перекрывать доступ электролита в глубину пористой структуры пластин. Это — начало сульфатации аккумулятора, которая ведет к уменьшению срока службы и способствует его старению.
В течении 12 месяцев хранения, за счет саморазряда, разрядная емкость АКБ падает до 50% от первоначальной, поэтому с этой же периодичностью рекомендуется производить перезаряд АКБ.
Необходимо помнить, что со временем характеристики АКБ безвозвратно ухудшаются, даже если АКБ не эксплуатируется, а находиться на хранении. Остаточную емкость АКБ можно грубо оценить измерением напряжения на выводах АКБ при отключенной нагрузке. Эта зависимость приведена на графике 3 для «двенадцативольтовой» АКБ. Не рекомендуется разряжать АКБ до напряжения ниже 1,75В на аккумулятор.
Данные характеристики и зависимости справедливы для АКБ, произведенных известными фирмами, где используются качественные материалы и строго соблюдается технологический процесс. Дешевые аналоги этих АКБ могут иметь характеристики, которые существенно отличаются в худшую сторону.
Существуют два основных режима применения свинцово-кислотных АКБ.
1. АКБ – это основной источник питания, работающий в циклическом режиме заряда и разряда.
Данный режим, в силу своих особенностей, практически не нашел применения в РИП установок пожарной автоматики.
2. Буферный режим, когда АКБ отдает питание на нагрузку только при отключении основного источника переменного тока. Этот режим получил наибольшее распространение.
В зависимости от режима применения АКБ существует несколько способов заряда АКБ.
При циклическом режиме используются следующие способы заряда:
— поддержание постоянного напряжения заряда. Это наиболее предпочтительный способ, так как позволяет АКБ достичь максимальной отдачи. При этом на АКБ в течении всего времени заряда подается напряжение из расчета 2,45В на аккумулятор и завершается, когда зарядный ток имеет постоянное минимальное значение в течении 3 часов. При этом способе необходимо точно контролировать значение напряжения и времени заряда, так как перезаряд может отрицательно сказаться на рабочих характеристиках АКБ. Как правило, время заряда при таком способе находиться в пределах 6-12 часов.
— поддержание постоянного напряжения заряда при ограничении начального тока заряда. При этом на АКБ подается напряжение заряда из расчета 2,45В на аккумулятор и начальный ток ограничивается 0,4С. Если АКБ достаточно глубоко разряжена то на начальном этапе заряда вряд ли удастся обеспечить требуемое напряжение заряда, но в последующем величину этого напряжения и времени заряда необходимо строго контролировать. Это более щадящий способ заряда АКБ, однако, требует чуть больше времени.
— для быстрого заряда может применяться способ с двумя значениями постоянного напряжения. На начальной стадии заряда на АКБ подается зарядное напряжение из расчета 2,45В на аккумулятор и зарядный ток до 0,8С. Когда величина зарядного тока уменьшиться до 0,15-0,2С необходимо уменьшить зарядное напряжение до 2,3В на аккумулятор и контролировать постоянство минимального значения зарядного тока аналогично пункту «а». При этом способе время заряда сокращается примерно в 1,5 раза. Этим способом не рекомендуется пользоваться часто.
При работе АКБ в буферном режиме ей необходим компенсирующий подзаряд. Конечно, если источник длительное время работал от АКБ и она разрядилась необходимо применить один из вышеперечисленных способов заряда. В источнике питания АКБ может быть включена двумя вариантами:
— АКБ отсоединена от нагрузки и заряжается от источника малым током только для компенсации саморазряда. Подключения АКБ к нагрузке происходит автоматически только при пропадании основного питания.
— АКБ и нагрузка соединены постоянно параллельно с выходом выпрямителя. При этом ток с выхода выпрямителя распределяется между нагрузкой и АКБ.
Поскольку ток нагрузки постоянно изменяется в процессе работы установки пожарной автоматики, то в режиме постоянного подзаряда следует контролировать величину напряжения и тока подзаряда. Стандартное напряжение подзаряда рассчитывается по 2,3В на аккумулятор и тока не более 0,15С. Однако, в ряде РИП с целью уменьшения их стоимости такие цепи контроля не применяются, что в свою очередь может приводить к перезаряду АКБ и уменьшению срока ее эксплуатации.
Ведущие фирмы выпускают АКБ различных типов для применения в различных режимах. Это, как правило, отражено в маркировке моделей.
Исходя из выше изложенного, можно сформулировать несколько практических рекомендаций по выбору и эксплуатации свинцово-кислотных АКБ:
— Перед приобретением АКБ надо определиться в каком из режимов она будет использоваться. Исходя из этого, выбрать конкретную модель АКБ. Определить ее параметры заряда и разряда.
— При приобретении источника питания отдавать предпочтение тому, где существуют схемы заряда и разряда, подходящие для выбранной модели АКБ.
— Не рекомендуется приобретать АКБ, которые были выпущены более года назад.
— Перед установкой в источник питания полностью зарядить АКБ.
— При расчете требуемой электрической емкости АКБ необходимо учитывать, что стандартная АКБ на 4-м году, даже при правильной эксплуатации, безвозвратно теряет от 10% до 40% электрической емкости, поэтому для обеспечения требуемого времени работы установки пожарной автоматики от резервного источника питания на 4-5 году ее эксплуатации эти потери надо закладывать в расчеты.
— В процессе эксплуатации необходимо:
— соблюдать температурный режим,
— правильно выбирать и применять зарядное устройство,
— избегать глубоких или быстрых разрядов АКБ, а равно как и избыточного заряда, так как эти критические режимы при многократном повторении сокращают срок эксплуатации АКБ.
— В процессе эксплуатации необходимо следить за остаточной емкостью АКБ и при уменьшении ее ниже критической, то есть более чем на 50%, производить замену АКБ.
— При необходимости обеспечить большую электрическую емкость рекомендуется применять одну АКБ большой емкости, чем соединять параллельно несколько АКБ меньшей емкости.
— Следить за чистотой корпуса и выводов АКБ, не допускать ее падения, попадания на корпус агрессивных жидкостей, солнечных лучей. Не рекомендуется использовать АКБ при температуре воздуха ниже -15°С или выше +60°С, а также высокой влажности воздуха. Утилизацию АКБ необходимо производить в специализированных организациях.
БОРЬБА С КОРРОЗИЕЙ
Еще одной из причин, уменьшающей срок службы, является преждевременная деградация положительных пластин при работе в буферном режиме. Это влечет за собой коррозию решеток и изменения в активной массе пластин. Коррозия решеток приводит к нарушению контакта с активной массой и увеличению внутреннего сопротивления. Из-за увеличения удельного объема вещества возникают большие внутренние напряжения, деформации пластин и корпуса. В результате возрастает вероятность короткого замыкания, происходит оплывание и осыпание активной массы. Этот эффект чаще проявляется при заряде аккумуляторов после разряда при низкой температуре и при больших токах нагрузки.
ВОССТАНОВЛЕНИЕ ЕМКОСТИ
При изменении глубины разряда от 20 до 100 % срок эксплуатации герметизированных свинцово-кислотных аккумуляторов уменьшается в пять раз и более. Если после длительного хранения устройство потеряло менее 40% емкости, то ее можно частично или полностью восстановить. Для этого аккумулятор несколько раз заряжают и разряжают небольшими токами около 10%емкости (например,Delta DTM 1207, емкостью 7 Ач — ток 0,7 А). Оптимально провести 3 цикла заряда-разряда. В случае если аккумулятор потерял более половины емкости, то его полное восстановление, как правило, невозможно.
ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ ДЕФЕКТОВ
Периодически необходимо проверять емкость тестером свинцово-кислотных аккумуляторов. Это поможет своевременно исправить возникшие дефекты или предотвратить их. И заключительный совет: покупайте аккумуляторы только у проверенных поставщиков, запрашивайте сертификаты и декларации о соответствии. Это поможет избежать приобретения подделок, а значит, сделать свою охранно-пожарную сигнализацию надежной.
Все изложенное справедливо не только для резервных источников питания установок пожарной автоматики, но и для всех остальных систем безопасности.
os-info.ru
Аварийное питание дачи или загородного дома (инвертор + аккумулятор)
Обзор может оказаться полезным всякого рода дачникам и пользователям загородных домов (а может и не только загородных), в местах с частым отключением электричества…Вместо предисловия (можно пропустить нетерпеливым — многА буковок)
Дополнительная информация
Уже несколько лет переехал жить на дачу (просто нравится), и столкнулся с проблемой периодического отключения электричества. Причины выдвигались разнообразные и нехватка мощности трансформатора в СНТ (выбивало) и разнообразные работы и т.п.
Понятно что меня эти проблемки не радовали, особенно если учитывать, что как у большинства дачников вода у меня из скважины, и при отключении электроэнергии ее просто нет 🙁 Ну и в холодное время года может и котел отключаться без электропитания, надоели эти все фонарики/свечки…
Стал искать варианты решения этой проблемы.
Первые варианты были установка солнечных батарей/ветряков (собирал инфу)… Но весьма отпугнула цена + окупаемость данного предприятия. Вернее сказать подобное решение актуально не имеющим доступа к сетевой электроэнергии СОВСЕМ, при этом расходы имеют смысл, как соизмеримые с подключением к сетевым источникам. В моем случае- регулярные отключения по несколько часов, это получалось слишком дорого и нерентабельно.
Вариант с бензо и дизель генераторами рассматривался (большинство соседей используют подобный вариант), но имеет ряд минусов, в сравнении с родившейся идеей, использовать только«часть» от системы питания дома солнечной энергией! Ну т.е. использовать вместо солнечных батарей имеющуюся сеть 220в для заряда аккумуляторов, и расходовать заряд в отсутствие основной от аккумуляторов.
Ну короче конечный вариант схемы получился совсем далекий от схемы питания солнечной энергией 🙂 Но зато ГОРАЗДО дешевле и проще, причем дешевле даже бензо и дизель генераторов
Схема успешно отработала один год!
Элементы схемы, это
Инвертор с UPS и контролем/зарядкой внешней батареи (в моем случае инвертор 1500Вт (пик 3000Вт) — в некоторых китайских источниках фигурировала цифра 3000вт пиковой нагрузки до 4 минут, не проверял не знаю 🙂
Ниже на фото инвертор на 2000Вт (куплен соседу)
По идее каждый сам выбирает по своей нагрузке мощность, я отталкивался от среднемесячного потребления пересчитанного с учетом возможного пика в момент запуска двигателя насоса. Нужно иметь ввиду, что ВСЕ электропотребители запитывать нет смысла, т.к. пару часов можно спокойно потерпеть отсутствие нагрева воды нагревателями, стиралку, холодильник (он практически за день не оттает)
Чем меньше суммарная мощность, тем меньшей мощности требуется инвертор и меньшей емкости аккумулятор (на то же время работы) — это РЕАЛЬНО позволяет значительно уменьшить затраты на создание аварийного питания.
Далее, в моем случае инвертор с модифицированной синусоидой (он дешевле). В случае использования (например) котлов для обогрева и др. устройств требующих ЧИСТОЙ синусоиды для насосов, а так же при подключении холодильника и т.п. устройств необходимо выбирать инвертор несколько более дорогой, выдающий «Чистую синусоиду» (не забывая про функции UPS и заряда, если Вас интересует АВТОМАТИЧЕСКИЙ переход на аварийное питание и обратно).
Например такой
Насос на скважину у меня тоже «любит» чистую синусоиду, но я исходил из того, что он у меня с гидроаккумулятором (баком на 24л), и включения кратковременные. За это время насос не успевает нагреваться и уходить в защиту (к слову сказать тепловая защита вроде на всех сейчас установлена). На практике один раз насос отрубился в защиту, когда летом насос стоял постоянно включенным (поливался огород) и жена не заметила что включилось аварийное питание 🙂 Сколько времени он проработал до срабатывания защиты неизвестно 🙂
Аккумулятор автомобильный (я покупал с запасом — на 190 А*ч). 
Как оказалось, для меня, эта емкость оказалась слишком избыточной — в реале, практически за часов 5 работы от аккумулятора, показания встроенного измерителя напряжения аккумулятора не изменились заметно. При этом было включено освещение в паре комнат, уличное и два телевизора на 24″ и 38″, ноутбук 17″, (по необходимости вода) и возможно еще что-то… + вполне можно было подрабатывать различным ручным электроинструментом (по необходимости).
Покупать специальные аккумуляторы (будь то тяговые или гель) я решил нецелесообразным, т.к. инвертор имеет контроль заряда аккумулятора, и в отличие от «солнечных технологий» не вырабатывает его ниже «нормального его разряда».
Для более оптимального подключения я разделил всю электропроводку дачи на две части (в электрической коробке):
-Одна часть идет напрямую от сети, и не резервируется аварийным источником — электронагреватели воды, стиралка, холодильник и прочие достаточно энергоемкие потребители, без которых можно легко «прожить» несколько часов.
-вторая часть подключена с коробки через кабель на обычную вилку, чтобы при необходимости ее можно было включить в имеющуюся рядом розетку (при этом из схемы легко исключается инвертор и аккумулятор), это может понадобиться, например, при выходе из строя инвертора, аккумулятора или для их обслуживания.
В тоже время инвертор на выходе уже имеет предустановленную розетку стандартную, к которой и подключается вилка с потребителями требующими резервного питания.
У меня это получилось примерно так.
Нужно иметь ввиду (на уме) некоторую технику безопасности при выборе места размещения и монтаже (не совсем как у меня — делалось скорее для тестирования, но пока так и осталось, как говорят нет ничего более постоянного, чем «временное» :))
Схема срабатывает при отключении 220в (или изменении параметров выше/ниже допустимых) — переключается на питание от аккумулятора, при этом слышен небольшой шум от вентилятора охлаждения инвертора (зависит от кол-ва потребителей подключенных в данный момент) и светится индикация на передней панели инвертора. При появлении сети происходит обратное переключение на сеть 220 и повышается шум вентилятора, на время подзаряда аккумулятора. Практически толчков в доме не заметно, никакого дискомфорта от пропадания сети я не испытываю и даже не могу сразу сказать (когда соседи по тлф звонят спрашивают) — есть ли «свет» или нету 🙂
Размещение синусоид и пр. технических нюансов в данном обзоре считаю необязательным, поэтому приведу фото внутренностей инвертора (для ликбеза и маньякам страждующим расчлененки)
Сравнение «моей» схемы резервного питания с подобными на бензине и дизель генераторах:
+ меньшая стоимость
+ нет шума
+ нет запаха
+ автоматический переход на резервное питание
+ нет проблем при запуске ни летом ни зимой (особенно актуально при запуске женой)
+ нет необходимости в отдельном месте для хранения (на веранде занимает одну полку)
+ нет необходимости закупать, привозить, хранить топливо
— ограниченное время непрерывной работы
± Спорные пункты, это переделка проводки и отключение некоторых потребителей, т.к. можно подключить ВСЕХ и ничего не переделывать, но необходимость более мощного инвертора (возможно с «чистым» синусом), мощного аккумулятора (скорее всего использование двух последовательно и инвертора на 24в, для уменьшения токов по низковольтным цепям)
Вывод: Вполне рабочая схема, я (и жена) по крайней мере довольны вполне.
ЗЫЖ ссылки по просьбе на модифицированную синусоиду (как в обзоре) aliexpress.com/item/2000W-4000W-peak-12v-to-220v-Power-Inverter-Charger-UPS-Quiet-and-Fast-Charge/1984783459.html
и чистую синусоиду (самую дешевую из найденных, насколько чистая не знаю) aliexpress.com/item/pure-sine-wave-2000W-4000W-peak-12v-to-220v-230v-240v-Power-Inverter-Charger-UPS-Quiet/32242841357.html
UPD.
Через некоторое время после написания и опубликования этого обзора произошло несколько событий или новостей, как бы лучше выразиться 🙂 Решил дописать в этот обзор, т.к. не знаю как тут делают в подобных случаях обычно 🙂
1. В результате некоторых истязаний над инвертором удалось его «спалить» 🙂 Нет смысла описывать КАК и СКОЛЬКО мы ему дали… но он держался стойко 🙂 Было включено освещение, тв, ноут, насос включался регулярно на 800 Вт рабочего (пусковой значительно выше)+ добавили электрокамин на кВт полтора- два (сейчас трудно сказать в каком режиме его включали в тот момент), при этом напряжение сети «гуляло» до 120 и подымалось выше 220 заметно довольно регулярно, были проблемы на новый год на дачах…
Короче, как оказалось сам инвертор выжил, сгорели контакты реле коммутирующего. Была произведена замена на иное (к сожалению не сфотографировал модель), т.к. вариантов на радиорынке было немного на близкий ток с коммутацией по двум контактам.
В процессе «осваивания» схемотехники данного инвертора получилось «выйти» на производителя, который любезно предоставил схему-логику поиска неисправностей данного инвертора.
Разместил на своем сайте, т.к. тут не нашел возможности хранения файлов rauss.ucoz.ru/_ld/0/3_checking.zip
Схему смог найти только ПОДОБНОГО устройства, если необходимо, то ее тоже могу вкачать.
Ну и кроме всего вышеописанного… Производитель предложил разместить ссылку прямо на него. У него появился интернет ресурс, который начинает работать с отправкой для РОЗНИЧНОЙ продажи подобного инвертора, и целого ряда других и прочей электроники! Я думаю многих может заинтересовать ресурс для ознакомления по крайней мере. Весьма отзывчивая поддержка, я бы сказал даже несколько навязчивая, но посмотреть есть на что 🙂 Тем более раз обещают отправку в Россию.
Я надеюсь это не противоречит «местным правилам» 🙂
mysku.ru
Как выбрать аккумулятор для автономного или резервного питания? © Солнечные.RU
Основным параметром любого аккумулятора является его емкость. В зависимости от того, в какой системе он будет применяться, нужно выбирать необходимый номинал.В случае, если аккумулятор будет применяться в системе резервного питания и соответственно разряжаться он будет довольно редко (при сбое основного источника электричества), можно рассчитывать необходимую емкость исходя из 100% цикла разряда. И хотя 100% разряд вреден для любых свинцовых аккумуляторов, особенно, если нет возможности сразу их зарядить, в случае эксплуатации резервной системы таких разрядов накопится максимум десяток за год. А любой свинцовый аккумулятор (кроме автомобильных) способен выдержать до 200 полных (на 100%) циклов разрядки. То есть, при таком режиме теоретический срок службы должен составить 200/10=20 лет, однако максимальный срок службы аккумуляторных батарей равен 10 годам. Поэтому для систем резервного питания не имеет никакого смысла приобретать избыточные емкости исходя из 30% или 50% цикла разряда.
Саму же ёмкость нужно рассчитывать исходя из количества энергии, которую необходимо запасти.
Например, поставлена задача обеспечить круглосуточную работу насоса системы отопления и периодическую работу освещения:
- мощность насоса — 50 Вт (работает 24 часа в сутки),
- мощность нескольких энергосберегающих ламп — 100 Вт (работают в общей сложности 3 часа в сутки),
- срок работы резервной системы — 2 суток.
Необходимо рассчитать емкость аккумуляторной батареи с учетом 100% разрядного цикла.
Расход электроэнергии за 2 суток составит 50*24*2+100*3*2=3000 Вт*час.
С учетом потерь в инверторе (возьмем для расчета — 10%), необходим запас энергии 3000+10%=3300 Вт*час.
При напряжении 12 В, необходимый номинал составит 3300/12=275 А*час, т.е. в этом случае необходимы 2 батареи емкостью по 140 А*ч.
Данный расчет приведен для случая, когда отсутствует автономный источник энергии, например в виде солнечных батарей. Если же в системе резервного питания предусмотрены солнечные батареи и допустим они выдают 500 Вт*сутки (а столько выдает одна 100 Ваттная панель в солнечную погоду), то необходимо внести соответствующую поправку в расчет, а именно:
При напряжении 12 В, необходимый номинал составит (3300-500*2)/12=192 А*час, т.е в этом случае будет достаточно 2-х батарей емкостью по 100 А*ч.
Для автономной системы желательно производить расчет исходя из 30% разрядного цикла, поскольку в этом случае срок службы аккумуляторов будет фактически определяться количеством циклов заряда/разряда, а это количество тем больше, чем меньше глубина разрядки.
Одним из важных параметров является тип аккумуляторной батареи — AGM, GEL (гелевый) или жидко-кислотный (чаще всего — автомобильный).Для систем автономного питания применять автомобильные аккумуляторы не рекомендуется по той причине, что они не предназначены для длительной разрядки малыми токами и имеют минимальное число циклов среди прочих типов (обычно, не более 50). Их основное предназначение — отдать очень большой ток стартеру в течение нескольких секунд при старте двигателя.
Однако, существует еще один тип жидко-кислотных аккумуляторов, которые специально предназначены для разрядки малыми токами, так называемые OPzS. Этот тип имеет максимальное число циклов заряда/разряда, в большинстве случаев является обслуживаемым (т.е. требующим контроля за параметрами электролита), а кроме того имеет максимальную цену и по этой причине мало распространен.
Самым распространенным по причине низкой стоимости является AGM тип. Более дорогой, гелевый (GEL) тип также находит свое применение в солнечных электростанциях. О том, какой аккумулятор выбрать, AGM или гелевый, читайте на нашем сайте.
www.solnechnye.ru
Инвертор с функцией подзарядки аккумулятора Ritmix
Преобразователь напряжения Ritmix RPI-6010 Charger. Технические характеристики, опыт использования, отзывы владельцев
Технические характеристики
Автомобильный инвертор 12-220 Ritmix RPI-6010 Charger – это не просто мощный и надежный преобразователь, но еще и по-настоящему универсальное устройство 3 в 1, предлагающее своему владельцу возможность осуществлять подзарядку автомобильного аккумулятора от обычной бытовой электросети, а также выступать в качестве источника резервного питания для подсоединенных к устройству электроприборов. В основном своем качестве автомобильного инвертора RPI 6010 Charger подходит для подключения и подзарядки различной электроники, а также бытовой техники, рассчитанной на работу в сетях переменного тока 220 вольт. Источником питания для Ritmix RPI-6010 Charger, в зависимости от выбранного режима работы, может служить бытовая электрическая сеть в квартире или доме, бортовая сеть автомобиля или внешний аккумулятор. Заявленная мощность устройства составляет, по данным сопровождающей его документации, 600 ватт, пиковая – 1200, напряжение на выходе – модифицированная синусоида.
Режимы работы и защита от перегрузок
Ritmix RPI-6010 Charger при необходимости автоматически переключается из одного режима работы в другой за считанные секунды. Так, при подзарядке батареи от сети, устройство самостоятельно переходит в режим ожидания, когда аккумулятор полностью заряжен. Не менее оперативно инвертор переключается в режим резервной батареи при внезапном прекращении подачи электроэнергии из источника питания или от сети. Простая и понятная световая индикация на панели устройства подскажет, в каком режиме оно в данный момент функционирует. От перегрева RPI-6010 Charger предохраняет не только встроенный охлаждающий вентилятор, но и защитная схема, полностью отключающая инвертор в критический момент. Кроме того, в данной модели разработчики реализовали защитные схемы, спасающие инвертор и его соседей по цепи в случае короткого замыкания, слишком высокого напряжения на входе, других перегрузок, а также сигнализатор низкого напряжения питающей электрической сети. Порог отключения устройства при низком входном напряжении составляет от 9,2 до 9,8 В, а при повышенном – 15-16 вольт.
Опыт использования RPI-6010 Charger
Автомобильный преобразователь напряжения с функцией подзарядки Ritmix RPI-6010 Charger при использовании в путешествии подключается напрямую к аккумулятору Вашего авто с помощью специальных зажимов. Таким образом, Вы сможете исключить повреждения проводки автомобиля, не рассчитанной на большие нагрузки, и оставить в целости и сохранности предохранители. Напряжение на выходе-евророзетке составляет около 230 вольт, а частота – 50 герц. Тесты показали, что можно вполне спокойно использовать с помощью инвертора достаточно мощную бытовую технику, подзаряжать в походных условиях ноутбук в режиме ожидания или батарею фотоаппарата. Устройство располагает usb-портом для подключения гаджетов помельче, таких, например, как планшеты, мобильные телефоны, плееры или электронные читалки. Напряжение и сила тока на выходе usb, соответственно, составляют 5 В и 500 мА. Учитывая достойную мощность RPI-6010 Charger, мы советуем использовать его при включенном двигателе, чтобы не разрядить и не повредить аккумулятор машины.
Подзарядка аккумулятора: безопасность превыше всего
Для подзарядки аккумуляторной батареи вашего автомобиля, а также для подключения в качестве источника резервного питания, инвертор следует присоединить к сети 220 вольт. Для этого преобразователь Ritmix RPI-6010 снабжен проводом со стандартной вилкой, подходящей для евророзетки. Основное правило при зарядке аккумулятора любого типа: чем медленнее – тем лучше. На рынке представлены пускозарядные устройства, позволяющие зарядить батарею автомобиля менее чем за час или запустить двигатель при полностью разряженном аккумуляторе. Однако необходимо знать, что такая шоковая терапия сильно сокращает жизнь батарее и снижает емкость. Оптимальное время зарядки аккумулятора заявленной емкостью 60 ампер-часов составляет порядка полсуток, а для реанимации до уровня, достаточного для запуска двигателя, достаточно и 5-7 часов. Следует учесть, что работа с аккумуляторной батареей в любом случае сопряжена с повышенной опасностью, ведь батарея содержит большое количество жидкого электролита. Мы рекомендуем внимательно ознакомиться с инструкцией по использованию инвертора, особенно перед такой операцией, как зарядка аккумулятора автомобиля от сети.
Внешний аккумулятор: какой выбрать
Источник резервного питания лучше выбрать из ряда герметичных не нуждающихся в обслуживании аккумуляторах с гелеобразным или щелочным электролитом. Эти типы батарей достаточно безопасны и экологичны, в силу чего подходят для использования в подсобных и, при необходимости, даже жилых помещениях. Также отметим хорошее сохранение заряда в течение всего срока эксплуатации, возможность быстро подзаряжать батарею без потери ее эксплуатационных качеств. В принципе, при условии, что в сети нет энергоемких потребителей, для подстраховки электрики Вашего дачного дома, гаража или одной-двух фаз домашней сети, в тандеме с RPI 6010 можно использовать одну или несколько автомобильных батарей, уже поживших и отслуживших свой срок по прямому назначению. Способ соединения – последовательно или параллельно – зависит от того, какой характер потребления электроэнергии Вы рассчитываете удовлетворить, иными словами, что для вас важнее: способность вашей резервной системы быстро отдавать большую мощность или же емкость, продолжительность ее автономной работы.
Инвертор Ritmix RPI 6010 отзывы пользователей
Отзывы о Ritmix RPI-6010, встречающиеся на просторах интернета, содержат разнообразные оценки этой модели. Некоторые комментарии свидетельствуют, что прибор вполне справляется и с 800-ватттной кратковременной нагрузкой, но мы не рискнули бы давать более 600, не потому, что прибор не потянет, а с целью поберечь проводку, источник питания и само устройство. RPI-6010 – и так одна из самых мощных моделей в линейке автомобильных инверторов Ritmix, рассчитанная на подключение непосредственно к аккумулятору. Настоятельно советуем не превышать рекомендованные производителем параметры и цифры, а лучше всегда оставлять Вашей технике некоторый запас мощности и прочности. Попадаются в интернете также отчеты естествоиспытателей о попытках подключить данную модель через прикуриватель, по-видимому, после самостоятельной прокачки, выразившейся в замене провода с евровилкой на кабель для автомобильной розетки или гнезда прикуривателя. Мотивация пользователя тут неоднозначна, однако последствия самостоятельного изменения конструкции инвертора в любом случае будут далеки от цели таких вот действий. Мы бы не рекомендовали также пытаться подключить данную модель Ritmix в прикуриватель через какой-либо переходник, даже если вы планируете подзаряжать ноутбук или мелкую электронику. Для этих целей можно посоветовать присмотреться к модели RPI 3001 от того же Ritmix.
Общие впечатления
Наше впечатление от универсала Ritmix RPI-6010 Charger в целом более положительное, чем картина, которую можно составить по отзывам в сети, возможно просто потому, что мы не стали проводить рискованные эксперименты. Знакомство с устройством получилось полезным, информативным и вполне приятным. Инвертор продемонстрировал устойчивую эффективную работу в различных режимах, показал себя полезным спутником в путешествии, выручил с подзарядкой фотоаппарата в походе на рыбалку, из которого мы привезли отличные фотографии. Достойный классический приборчик, который однозначно стоит своих денег и которому найдется применение в поездке, на рыбалке и охоте, в хозяйстве – на даче и в гараже.
brief-obozrenie.ru
Аккумуляторная батарея для частного дома как резервный источник электроснабжения
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.
АКБ для частного дома
Источник бесперебойного питания
Для обеспечения снабжения электрическим током жилого помещения без перерыва существует несколько видов ИБП, которые классифицируются по исполняемым функциям. К ним относятся:
- 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;
- 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.
ИПБ
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:
- 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;
- 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.
Свинцово-кислотный АКБ
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.
Гелиевый АКБ в герметичном корпусе
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
Схема подключения АКБ
Резервное электроснабжения для загородного дома с использованием аккумулятора может монтироваться по двум основным схемам:
- 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;
- 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:
- Рабочее напряжение номиналом 12 Вольт. Это средний показатель наиболее распространённых изделий; бывают АКБ и 24 Вольта, но используются они весьма редко;
- 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;
- 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;
- 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.
Автоматический выключатель
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
Оцените статью:jelectro.ru
Аккумуляторная батарея для частного дома как резервный источник электроснабжения
Электричество – источник питания окружающих человека приборов и устройств, делающих жизнь в современном жилье полноценной и комфортной. Централизованное снабжение электрическим током, как и любая коммуникация, может быть подвержено авариям. Отключение света нарушает налаженный ритм жизни в доме. Резервное электроснабжение позволяет избежать досадных ситуаций, когда перестают работать компьютер, телевизор, и отключается свет.
Батарея для ИБП
Устройство бесперебойного электроснабжения для дома
Источником аварийного бесперебойного питания электроэнергией служат аккумуляторы для дома. Особенно актуально резервное электроснабжение для загородных домов и дач, которые находятся вдали от централизованной электросети. Немаловажное значение имеет установка аккумуляторов в тех жилищах, которые часто остаются без света.
Домашние аккумуляторные батареи, обеспечивающие бесперебойное питание внутренней электросети, по своему принципу работы схожи с автомобильными АКБ. В отличие от них, домашнее электрооборудование рассчитано на режим глубокой разрядки. Это увеличивает время пользования электрическим током до очередной зарядки батареи.
Резервное питание электроэнергией может представлять собой несколько батарей, соединённых, как параллельно, так и последовательно. Их размещают в отдельных помещениях энергоёмких зданий.
Для квартиры, где нужна небольшая мощность тока, устанавливают ИБП (резервное электроснабжение). В корпус прибора встроен аккумулятор. Устройство располагает опциями контроля и управления энергетическими потоками. Вся информация о разряде АКБ отражается на жидкокристаллическом дисплее.
Виды домашних аккумуляторов
Для обеспечения аварийного питания внутренней электросети дома используют четыре вида аккумуляторных источников электроэнергетики:
- Кислотно-свинцовые АКБ.
- Гелевые батареи.
- AGM аккумуляторы.
- Никель-кадмиевые АКБ.
Кислотно-свинцовые АКБ
Самые распространённые аккумуляторы для ИБП по своему устройству ничем не отличаются от автомобильных батарей. В банках АКБ расположены свинцовые пластины, залитые электролитом (водным раствором серной кислоты).
Внимание! Хранить большие кислотно-свинцовые АКБ следует в отдельных помещениях с хорошей вентиляцией. Дело в том, что в процессе разрядки батареи выделяют газ, вредный для здоровья человека.
К недостаткам таких устройств нужно отнести то, что они требуют постоянного обслуживания (контроль уровня электролита и восполнение его падения дистиллированной водой).
Гелевые батареи
В электролит добавляют элементы кремния, в результате он приобретает форму геля (застывший пористый раствор из серной кислоты и силикагеля). Густая структура геля не даёт разрушаться электродам, что значительно увеличивает срок службы АКБ. Преимуществом такой батареи является то, что эксплуатировать аккумулятор можно в любом положении, не боясь вытекания электролита.
Гелевая батарея
Гелевые аккумуляторы отличаются большим временным промежутком хранения заряда. Они хорошо служат для освещения, маломощных бытовых приборов (компьютеров, телевизоров и прочего). В то же время ИБП с такими АКБ не могут обеспечить большой ток для питания мощного оборудования (электродвигатели различного назначения).
Важно! Нельзя допускать перегрев гелевой батареи – она может взорваться. Нужно обеспечить контроль температуры корпуса АКБ.
Батареи этого вида долговечны. Они выдерживают от 600 до 800 циклов заряда – разряда. Специалисты рекомендуют их использовать в резервировании питания для светильников, ПК, ТВ и маломощных кухонных приборов: миксеров, комбайнов и кофемолок.
AGM аккумуляторы
Аббревиатура AGM сложилась из начальных букв Absorbent Glass Mat, что означает влагопоглощающие стеклянные маты. В последнее время батареи AGM завоёвывают передовые позиции на рынке аккумуляторов. Суть их конструкции состоит в том, что раствором серной кислоты пропитывают капиллярные синтетические маты, которые помещают между свинцовыми пластинами.
Пластины изготовляют из свинца высокой химической чистоты с добавками кальция и сурьмы. Присадки предотвращают разрушение электродов, что значительно увеличивает срок службы аккумуляторов.
Некоторые AGM устройства имеют спиральное расположение матов. Такое решение позволяет значительно увеличить контактную площадь для протекания химических реакций, что повышает КПД батарей.
AGM аккумулятор
AGM аккумуляторы занимают большой объём в производимой продукции таких брендов, как Bosh, Delta, Fiamm и др.
Никель-кадмиевые АКБ
Аккумуляторы настоящего типа уступают другим видам батарей в величине ёмкости. Это пальчиковые батарейки и крупные бочонки. Их соединяют никелевой полосой в блоки точечной сваркой. Ими заполняют корпуса ИБП, предназначенные для бесперебойного питания портативной техники и стационарных компьютеров.
Блок никель-кадмиевых батарей
Заряжают никель-кадмиевые аккумуляторные блоки в корпусе ИБП, который подключают к бытовой электросети. Также восполняют потенциал в отдельных специальных зарядных устройствах.
Источники зарядки домашних аккумуляторов
Резервный домашний источник тока частного дома нуждается в регулярной зарядке. При отключении электричества аккумуляторы автоматически переходят в режим разряда. По истечении определённого времени оборудование будет нуждаться в зарядке.
Питание для зарядки АКБ обеспечивают несколькими способами:
- электрическая сеть;
- генераторы;
- солнечные батареи;
- ветровые генераторы.
Электрическая сеть
При наличии автономной системы энергоснабжения используют аккумуляторы для частных домов при отключении электричества. Источник бесперебойного питания мгновенно реагирует на отказ сетевого электропитания, в работу включаются АКБ.
После восстановления работы электросети ИБП переходит в режим зарядки батарей. Электронная промышленность производит различные модели зарядных устройств. На входе встроенный инвертор переменный ток делает постоянным, а на выходе ток становится снова переменным. Это происходит потому, что АКБ должна получать постоянный зарядный ток.
Генераторы
Для домов, стоящих вдалеке от централизованного энергоснабжения, используют генераторы, которые снабжают электрическим током внутренние электросети. Все виды генераторов (газовые, на жидком топливе) производят громкий шум. Поэтому их используют одновременно, как поставщика электроэнергии напрямую, так и для питания зарядных устройств ИБП.
Генератор включают на время зарядки аккумуляторных батарей. Затем заряженные АКБ переходят в режим разрядки, генератор прекращает свою работу.
Солнечные батареи
В последнее время появились новые платформы солнечных батарей с большим КПД. В районах, где большое количество солнечных дней в году, солнечные батареи эффективно справляются с электроснабжением и резервным питанием для домов вместо генераторов.
Преимущество фотомодулей состоит в том, что их можно приобретать отдельными фрагментами. Постепенно приобретая новые модули, наращивают мощность потребляемого тока. Объединение в одну систему электроэнергетики фотопанелей с аккумуляторами даёт выгоду в том, что электропитание в солнечные дни обеспечивает солнечная батарея, в пасмурную погоду и ночные часы включаются в работу АКБ.
Ветровые генераторы
Ветровые установки обладают малой энергоёмкостью. Как правило, для обеспечения электроэнергией частного домостроения ставят несколько установок, вплоть до нескольких десятков. Позволить такие устройства может только финансово обеспеченный хозяин коттеджа. Как и в случае солнечных батарей, ветровые генераторы работают в одной системе с домашними АКБ.
Устройство ИБП
Источники бесперебойного питания в просторечии называют бесперебойниками. Принципиальное строение агрегата состоит из аккумуляторных батарей и электронной начинки. Электроника включает в себя инверторы, выпрямители, фильтры и микросхемы, гасящие различные возмущения в электросети. В дорогих моделях имеется байпас.
Характеристики АКБ определяют возможности прибора. В основном применяются свинцово-кислотные батареи. Средние показатели параметров равняются 12 В напряжения, ёмкостью от 7 до 9 А/ч. Все аккумуляторы абсолютно герметичны и являются необслуживаемым оборудованием. В небольших моделях устанавливается одна батарея, в мощных приборах их количество может любым.
Виды ИБП
ИБП бывают трёх видов:
- Резервные.
- Линейно-интерактивные.
- Онлайн модели.
Резервные
Энергоснабжение проходит от сети через ИБП к потребителям. Как только электрический поток прекращается, прибор переключается в режим разряда аккумулятора. В момент возобновления сетевого питания бесперебойник передаёт энергию во внутреннюю сеть дома, часть импульса направляет на подзарядку АКБ. Время переключения режимов энергоснабжения составляет несколько миллисекунд, что исключает потерю данных во время работы компьютера.
Внутреннее устройство ИБП
Дополнительная информация. Использование таких установок вполне приемлемо для домашней техники. Для энергоёмкого силового оборудования (насосы, отопительные котлы и пр.) резервные модели не годятся. ИБП не гарантирует сохранения стабильности синусоидальной формы напряжения.
Линейно-интерактивные
Принцип работы и устройство интерактивного источника схожи с резервной моделью. Отличие заключается в том, что линейно-интерактивные ИБП оснащены коммутирующими устройствами. Приборы не нуждаются в переключении режимов питания при отклонении нормативного показателя входного напряжения до 20%. При этом показатель выходного напряжения практически остаётся неизменным.
Линейно-интерактивный ИБП
Онлайн модели
Онлайн оборудование считается самым надёжным и высококлассным ИБП. В него заложен принцип двойного преобразования. Уровень защиты практически составляет 100%. Работа устройства заключается в следующем:
- входящий ток проходит через выпрямитель, становясь постоянным;
- инвертор возвращает энергию обратно в переменный ток с идеально ровным напряжением;
- внутренняя резервная линия – байпас, страхует бесперебойное питание в случае выхода из строя основной линии ИБП.
Время переключения режимов стремится к нулю. Такой источник называют «онлайн», то есть перерыва в его работе не существует.
К недостаткам онлайн ИБП следует отнести их высокую стоимость, а также снижение КПД электросилы из-за двойного преобразования характеристик тока. Потери потенциала по отношению к абсолютной величине КПД довольно незначительны.
Сам по себе аккумулятор без такого прибора, как ИБП, не может стать автономным гарантом бесперебойного энергоснабжения дома. Для того чтобы выбрать подходящую модель ИБП, необходимо произвести точный расчёт силы тока, его напряжения и мощности, обеспечивающих работу всех потребителей в доме.
Видео
amperof.ru
Источник питания с буферной АКБ.
РадиоКот >Лаборатория >Аналоговые устройства >Источник питания с буферной АКБ.
И так — как-то в одно время потихоньку на нашем предприятии (фирма очень бедная: как и большинство ТЕПЛОЕНЕРГО в Украине) начали выходить из строя, т.е. выгорать «по горячей стороне» импульсные БП которые в последствии были заменены .
Пришлось сообразить, т.е. сделать 6шт. источников питания для питания некоторых приборов (имеют отношение к метрологии , КИПиА).
Требования к ним были такими:
1) стабилизированное питание датчика — 20:28В/0.1А
2) стабилизированное питание самого прибора — 10:14В/0.2А
3) гальваническая развязка между каналами питания
4) резервное питание прибора (датчика нет) от АКБ 12В (дальше перечислять не буду)
Решил велосипед не изобретать, а использовать уже наработанные схемные решения, тем более надо было, чтоб получилось дешево и качественно. Да и как то сильно не заморачивался с выбором схемотехники — в голове сами по себе вырисовывались примеры реализации БП.
Ну вот и вся история а теперь — к делу.
Схема устройства:
Как видно из схемы, БП состоит из двух независимых каналов 24В и 12В построенных на «кренках». По 12В к LM7812 установлен диод VD5, что поднимает напряжение до 12.7В для компенсации падения на VD12. Больше по стабилизаторам нечего сказать, так как это общеизвестная схемотехника и описана в любом справочнике и конечно, все это есть в «Обучалке».
Для обеспечения бесперебойного питания используется аккумуляторная батарея (в моем случае — это «GEMBIRD 12V4.5A»).
Схема, показанная на рисунке, исключает повреждение аккумуляторов из-за получения ими избыточного заряда. Она автоматически отключает процесс заряда при повышении напряжения на элементах выше допустимой величины и состоит из стабилизатора тока на транзисторе VT3, усилителя VT2, детектора уровня напряжения на VT1 .
Индикатором процесса заряда является свечение светодиода VD4, который при его окончании гаснет.
Настройку устройства начинаем со стабилизатора тока. Для этого временно замыкаем вывод базы транзистора VT3 на общий провод, а вместо аккумуляторов подключаем эквивалентную нагрузку с миллиамперметром 0…500 мА. Контролируя прибором ток в нагрузке, подбором резистора R3 устанавливаем номинальный ток заряда для конкретного типа аккумуляторов.
Вторым этапом настройки является установка уровня ограничения выходного напряжения с помощью подстроечного резистора R4. Для этого, контролируя напряжение на нагрузке, увеличиваем сопротивление нагрузки до момента появления максимально допустимого напряжения (13.8 В для АКБ 12В/4.5А). Резистором R5 добиваемся отключения тока в нагрузке (погаснет светодиод).
Трансформатор подойдет любой малогабаритный с напряжением на вторичных обмотках 15…18 В; для 24В-го канала — 25..28В.
Транзистор VT3 крепится к теплорассеивающей пластине. Для удобства настройки в качестве R4 желательно использовать многооборотный резистор типа СП5-2 или аналогичный, остальные резисторы подойдут любого типа.
Для осуществления резервного питания по 12В от АКБ используются цепи схемы на элементах VD7, VT4, VT5 и реле (импортное 12В) с одной группой контактов переключения. При наличии сетевого питания а значит и +U на конденсаторах С4, С5 , транзистор VT4 открыт и реле обесточено, через замкнутые контакты происходит заряд АКБ. При пропадании напряжения в сети, транзистор VT4 закрывается — VT5 открывается и срабатывает реле — своими контактами подключая «+» АКБ через VD11 к нагрузке.
Теперь немного об использованных деталях:
— диоды — любые ..исходя из токов и напряжений, я применил самые дешевые импортные 1N4007;
— транзисторы VT1, VT2, VT4 — КТ3102, можно КТ315 или импортные аналоги.
— транзистор VT3 можно применить КТ814 или КТ816 — зависит от емкости АКБ и тока которым будет заряжаться;
Печатная плата:
Теперь немного в фотографиях — процесс изготовления:
Печатная плата. Впаял «релюху» — потом вспомнил, что надо для истории сфотографировать. Дорожки не залуживал, т.к. сам текстолит оказался плохого качества — отслаивались дорожки даже при мин. температуре паяльника. После пайки покрыл всю плату лаком.
Файлы:
Печатная плата в формате SL 5.0 — pcb.rar
Вопросы, как обычно, складываем тут.
Как вам эта статья? | Заработало ли это устройство у вас? |
www.radiokot.ru