UPS для энергоснабжения загородных домов
В последнее время получила большую актуальность тема обустройства электроснабжения загородного дома с использованием устройств, называемыми источниками бесперебойного питания. Согласно международной классификации – Uninterruptible power supply (UPS). Первые бесперебойные системы снабжения электроэнергией появились в семидесятых годах 20 века в США и в странах Западной Европы. Техническая сложность и высокая стоимость данных устройств долгое время препятствовали их широкому внедрению. В наши дни, в условиях внедрения последних разработок науки и техники в повседневную жизнь, эти устройства повсеместно находят применение в условиях энергоснабжения дачного хозяйства и загородных баз отдыха и коттеджей.
Первоочередной задачей ИБП является обеспечение потребителя электроэнергий в случае ее временного отсутствия в снабжающей электросети. Учитывая, что параметры напряжения в распределительных электрических сетях вследствие большого падения напряжения и неравномерной нагрузки по фазам зачастую могут не соответствовать установленным требованиям, данное устройство обеспечивает преобразование и приведение характеристик напряжения к номинальным значениям. В комплект ИБП входит:
- Устройство (1) – входной преобразователь
- Устройство (2) – выходной преобразователь
- Шины (3), получающие электропитание от аккумуляторной батареи (4)
Напряжение из распределительной электрической сети подается на вход преобразователя(1), на выходе из него снимается постоянное напряжение, которое через шины(3) поступает на преобразователь(2). Выходное устройство(2) формирует и выдает переменное напряжение, параметры которого соответствуют номинальным значениям и характеристикам.
Устройство ИБП способно обеспечить электроснабжение дома при полном отсутствии подачи напряжения извне, используя энергию аккумулятора. Продолжительность времени работы зависит от емкости и величины напряжения аккумуляторной батареи и рассчитывается по формуле:
t = E x U/P х КПД х КДЕ,
где t – продолжительность автономной работы устройства, Е – емкость АКБ, U – номинальное напряжение на клеммах АКБ, P – эквивалент потребляемой мощности подключенных потребителей, КПД (как правило, для расчетов берется значение 0,8), коэффициент доступной емкости аккумулятора (ориентировочно – 0,9).
Для примера: расчет автономного времени работы ИБП, укомплектованным аккумуляторной батареей Bosch емкостью 62 Ач и напряжением 12 Вольт, для обеспечения автоматизированного настенного котла, потребляемая мощность которого 100 Вт.
t = 62 х 12/100х0,8х0,9 = 5,35 час.
Расчет будет верен при условии, что аккумулятор заряжен на 100%, его емкость не отличается от указанного номинала, температура в помещении, в котором размещено устройство, находится в пределах +250С.
В процессе эксплуатации устройства немаловажным фактором является исправное состояние аккумуляторных батарей, своевременная и качественная зарядка которых обеспечит полноценную работу ИБП. Свою работоспособность все типы аккумуляторов могут сохранять максимум в течение 5 лет. Самым важным параметром в этом вопросе выступает порог потери первоначальной емкости. Когда величина потери емкости достигает 80%, аккумуляторная батарея становится технически непригодной и требует срочной замены.
Для беспрерывной и безаварийной эксплуатации ИБП необходимо предусмотреть, чтобы эквивалент суммарной токовой нагрузки подключенных к нему потребителей не превышал его номинальной мощности, а так же учитывать пусковые пиковые нагрузки свойственные потребителям с электрическими приводами. При невыполнении этого условия, в лучшем случае сработает защита устройства от перегрузки, в худшем случае дорогостоящее изделие выйдет из строя.
Практика показала, что из всей линейки данного типа устройств выпускаемых мировыми производителями, наиболее надежными и долговременными являются изделия, произведенные в Германии и США. Продукция итальянских фирм несколько уступает признанным лидерам. Изделия, разработанные и произведенные в других странах, где львиную долю занимает Китай, несмотря на сравнительную дешевизну, в процессе эксплуатации могут разочаровать владельца.