АВТОНОМНОЕ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ. Наш журнал неоднократно поднимал темы автономного энергоснабжения в целом и электроснабжения в частности. Проблема с перебоями в подаче электричества остается весьма актуальной, особенно учитывая надвигающуюся зиму.
Для обеспечения индивидуальных домов гарантированным электропитанием, а также нормального функционирования основных инженерных систем (отопление, водоснабжение, сигнализация) необходимо применять следующие дополнительные системы защиты: источники бесперебойного питания (ИБП), стабилизаторы напряжения и дизель-генераторные установки. Каждое из этих устройств предназначено для решения конкретных задач и защищает от определенного вида неполадок сетевого электропитания.
Набор аккумуляторов, стабилизатор и инвертор могут послужить основой для комплексной системы полностью автономного питания. При помощи специальных контроллеров можно подключить различные источники энергии: комплект солнечных батарей, ветрогенератор, бензиновый или дизельный генератор.
При выборе стабилизатора обратите внимание, что выгоднее купить один мощный прибор и обезопасить весь объект сразу. Мощный стабилизатор более надежен в эксплуатации. Впрочем, как показывает опыт, для защиты простейших котельных автономных систем отопления достаточно стабилизатора мощностью 1 кВт.
При прекращении подачи электроэнергии из центральной сети на помощь приходят ИБП или дизель-генераторные установки, обеспечивающие автоматическое возобновление подачи электроснабжения.
Источники бесперебойного питания при отключении электроэнергии обеспечивают длительную (до нескольких суток) непрерывную работу системы отопления. Они генерируют напряжение синусоидальной формы. Последняя характеристика необходима для нормальной работы циркуляционного насоса. При работе от аккумуляторных батарей также генерируются виртуальные «фаза», «ноль» и «земля», необходимые для корректной работы ионизатора пламени. Качественные ИБП обеспечивают соответственно электропитанием отопительные системы даже тогда, когда полностью прекращается подача напряжения либо ухудшается его качество в основной сети. В первом случае электрогенераторы переходят в режим резерва и генерируют стабилизированное переменное напряжение 220 В, 50 Гц синусоидальной формы, используя аккумуляторные батареи. Когда сеть восстанавливается, они заряжают аккумуляторы. Принцип работы ИБП прост: ваш дом питается от сетевого напряжения, а на время перебоев автоматика переводит питание на резервные аккумуляторы. Электронное устройство, преобразующее переменное напряжение 220–230 В в постоянное 12, 24 или 48 В и обратно, называется инвертор. Дешевые инверторы генерируют на выходе ступенчатую синусоиду переменного тока (квазисинусоиду или модифицированный синус). Более дорогие генерируют «чистый синус», который предпочтительнее для требовательных электроприборов. Попытка сэкономить не всегда приведет к положительному результату — автоматика газовых котлов и некоторые электроприборы откажутся работать без синусоиды либо будут функционировать нестабильно.
Как правило, инверторная система включает дорогие аккумуляторы большой емкости 200–220 Ач, массой около 70 кг. Не требующие обслуживания свинцово-кислотные батареи изготавливают по технологии Gel либо AGM. Такие аккумуляторы способны без большого ущерба для себя постоянно отдавать до 70–80 % накопленной энергии и имеют длительный срок службы. Для домашних систем разумно отдать предпочтение технологии Gel, несмотря на чуть более высокую цену (разница 10–20 %) по сравнению с AGM. Формально эти батареи должны выдерживать не менее 600 циклов заряда-разряда, но кто проверит? Говорить о точных цифрах невозможно, поскольку долговечность батареи во многом определяется качеством ее жизни. Чем меньше стрессов от глубокого разряда испытывают аккумуляторы, тем больше у них шансов исправно служить 10–15 лет. А используя ИБП в тяжелых условиях ежедневной перезарядки, срок жизни батарей можно сократить и до двух лет. Для мощных ИБП нередко используют промышленные аккумуляторы, требующие обслуживания один раз в год.
ИБП не смогут заменить бензогенератор в случае постоянных отключений энергии более чем на сутки или при полном ее отсутствии, но могут явиться хорошим дополнением к нему. Если использовать генератор кратковременно, только для зарядки аккумуляторов ИБП по мере необходимости, можно сэкономить на уменьшении потребления топлива, увеличить срок его службы и какое-то время просто пожить в тишине. В случае его использования в автономном режиме, когда источником ежедневного заряда служит бензогенератор, срок жизни расходных материалов (аккумуляторов) может сократиться до двух лет. Приблизительные расчеты показывают, что стоимость неизбежной замены аккумуляторов будет значительно меньше, чем сэкономленного за два года бензина. В такой конфигурации использование ИБП становится экономически выгодным — покупка полностью себя оправдывает за два года! Поэтому дизель-генератор, работающий на солярке или бензине, является прекрасным дополнением к ИБП. В состав оборудования входит автоматика управления, реагирующая на пропадание основного электропитания (или устройство ручного запуска), двигатель внутреннего сгорания и электрогенератор. Выхлопные газы от двигателя выбрасываются прямо в атмосферу. Иногда для стационарных дизельных электростанций требуется установка системы отвода продуктов сгорания с повышенными требованиями к жаростойкости выхлопных труб. Параллельно решается вопрос о необходимости хранения топлива и обеспечения дополнительной пожаробезопасности.
При использовании раздельно, по расчетам специалистов, стационарные дизельные генераторы оказываются все же менее экономичными, чем электрические ИБП в комплекте с аккумуляторными батареями. Это объясняется расходами на моторное масло и топливо, необходимостью проведения плановых ремонтов и технического обслуживания дизельных или бензиновых генераторов. Внимательно отнеситесь к анализу ситуации и выбору соответствующего оборудования с учетом всего вышесказанного.
Простейший фирменный аппарат мощностью 3–5 кВт можно купить по минимальной цене 30–60 тыс. рублей. Но у таких моделей есть существенный недостаток — постоянный громкий звук при работе. Приобретение модели с шумоизоляционным кожухом и глушителем либо постройка отдельного помещения (генераторной) потребуют значительного увеличения затрат. Кроме того, необходимо иметь запас топлива, так как потребление бензина генератором на 4–5 кВт составляет 2–3 л в час.
Владимир ЧЕРНОМАШЕНЦЕВ
