Как выбрать накопитель электрической энергии для частного дома

Принцип работы

Источники бесперебойного питания для частного дома
Принцип работы состоит в том, что при наличии внешней электросети инвертор пропускает напряжение к потребителям, одновременно встроенное в нем зарядное устройство подзаряжает аккумуляторную батарею. При исчезновении электросети инвертор мгновенно переключается на работу от аккумуляторов и преобразует их постоянное напряжение в переменное.

По своему назначению накопители электричества подразделяются на 2 категории:

• источник бесперебойного питания (ИБП) для обеспечения работы домашних электроприборов;
• бесперебойник для дома на случай отключения электричества.

Изделия различаются по составу, размерам, мощности, стоимости и продолжительности разряда. Они могут располагаться как в здании, так и за его пределами в отдельных строениях.

Что ещё важно учитывать?

Для правильного подбора аккумулятора необходимо оценить суммарную мощность всех энергопотребителей и необходимое время работы между перезарядками:

Когда вы рассчитываете энергоёмкость, которая вам потребуется для автономной работы, всегда накидывайте 20 % как коэффициент безопасности. Это хороший резерв на случай превышения квоты и будущей деградации аккумуляторов.

Не забывайте про контроллер заряда и мониторинг. Иначе вы можете приехать в свой замечательный автономный дом в горах и обнаружить, что солнечные батареи занесло снегом два месяца назад, а аккумуляторы разрядились в ноль и теперь кандидаты под замену. Всегда оставляйте пару свободных процентов заряда для возможности подачи аварийного сигнала.

Как выбрать аккумулятор для дома

ИБП для дачи мощностью 0,8 кВт
Если выключение света становится постоянным явлением, следует задуматься о приобретении накопителя электроэнергии для дома. Батарея для компьютера проблемы не решит, так как имеет ограниченный ресурс. Необходимы устройства, которые могут обеспечить нормальную жизнедеятельность людей на протяжении нескольких часов, а лучше — суток. Такая техническая рука помощи пригодится при масштабных авариях на линии.

Критерии выбора следующие

• сложность монтажа и ввода в строй;
• стоимость доставки и специального обслуживания;
• устойчивость к перепадам температуры и влажности;
• КПД, у современных устройств он достигает 98%;
• ресурс эксплуатации — 5000-10000 м/ч;

  
  Источник бесперебойного питания SVEN RT-500

• перегрузочная способность (выдерживание нагрузки при запуске генератора) — 200-300 %;
• время автоматического включения — хороший накопитель энергии для дома при отключении электричества начинает процесс преобразования уже через 10 мс;
• способность работы на малых нагрузках;
• автономность — бак, рассчитанный на сутки работы двигателя;
• качество тока — качественные накопители электроэнергии выдают ток с отклонением от значений промышленного не более 2%;
• количество циклов заряд-разряд — не менее 500;
• мощность — из расчета потребителей с запасом 30%, но не менее 6 кв;
• производимый шум — инверторы работают бесшумно.

Современные накопители электрической энергии большой мощности могут обеспечивать дом энергией на протяжении 1-2 суток. При восстановлении электроснабжения их отключать не надо, все происходит в автоматическом режиме.

№1. Генератор для дачи: бензиновый, дизельный, газовый

Самый простой и популярный способ решить проблему электричества на земельном участке – это использовать топливный генератор электроэнергии. По сути, это миниатюрная электростанция, которая работает полностью автономно и превращает энергию сгорания топлива в электрическую. В качестве топлива используется бензин и дизель, реже газ. Для производства 1 кВт/час энергии в среднем потребуется от 0,25 до 0,5 л топлива.

С помощью генераторов электроснабжение дома организовать проще всего: купил, подключил и можно использовать, только не забывать вовремя доливать топливо. В этом и заключается основное преимущество. Главный минус – это необходимость постоянно покупать топливо, а если дом большой и электроприборов в нем немало, то расходы будут ощутимыми. К тому же, сам генератор также стоит денег, и чем его мощность выше, тем выше и цена. Но если сравнить с ветряком или солнечной панелью, то генератор, конечно же, выйдет дешевле.

Когда генератор является резервным источником энергии, важно, чтобы он не только вовремя включался в работу, но и своевременно отключался, чтобы не возникло столкновения двух встречных потоков заряженных электронов. Во избежание неприятностей уже давно разработан алгоритм включения генератора в общую систему

Если центральной сети электроснабжения нет, то рекомендуют использовать два генератора: один – основной, второй – резервный и включается в работу, когда в первом заканчивается топливо. Поочередная работа двух генераторов значительно увеличивает срок службы каждого.

От того, на каком топливе будет работать генератор, зависит его мощность, долговечность, шумность, а также расходы на эксплуатацию.

Дизельный генератор для дачи

Дизельные генераторы электроэнергии лучше всего подходят для постоянной работы. Длительное время беспрерывной работы обеспечивается наличием водяной системы охлаждения. Среди других его преимуществ:

• высокий запрос прочности. По долговечности дизельный генератор выигрывает у бензинового;
• среди дизельных двигателей есть намного более мощные модели, чем среди бензиновых, что позволяет использовать подобный источник энергии даже для снабжения больших загородных домов;
• дизель – более дешевое топливо по сравнению с бензином.

Среди минусов:

• цена;
• высокий шум при работе, поэтому без отдельного помещения со звукоизоляций и вентиляцией будет сложно обойтись. Выхлопные газы есть и у бензинового генератора, но они не такие едкие. Лучше всего поставить дизельный генератор на некотором удалении от дома, но при этом придется позаботиться о навесе и системе запирания, чтобы защитить генератор от кражи;
• запуск возможен при температуре не ниже -5С, хотя на данный момент появились дизельные генераторы в защитном кожухе, благодаря чему устройство можно поставить на улице и эксплуатировать при любых температурах.

Бензиновый генератор для дачи

Бензиновый генератор лучше подойдет в тех случаях, когда участок используется время от времени. Он также может работать в качестве резервного источника электропитания, когда участок подключен к общей сети. В условиях небольшой дачи с минимальным набором электроприборов бензиновый генератор показывает себя лучше всего. Мощность бензогенераторов обычно не выше 7-9 кВт (но можно найти модели и на 15, и даже 20 кВт), а работать дольше 8 часов беспрерывно они не могут – сильно нагреваются.

Преимущества:

• низкая по сравнению с дизельным аналогом стоимость генератора. Цена, конечно же, зависит от мощности, но она, в среднем, в два раза ниже, чем на дизельные модели;
• мобильность. Бензиновые генераторы легче и компактнее дизельных, поэтому при необходимости их несложно перемещать по участку;
• уровень шума ниже, чем у дизельного аналога;
• возможность работы при низких температурах.

Минусы:

• невысокий КПД;
• высокая стоимость бензина.

Уровень шума от дизельного и бензинового генератора зависит от типа корпуса и числа оборотов, на которых работает генератор: устройство с 1500 об/мин будет давать значительно боле низкий шум, чем аналогичное по мощности, но с 3000 об/мин, но и стоить будет дороже.

Газовый генератор для дачи

Газовые генераторы позволяют получать наиболее дешевую энергию, при этом КПД их работы высочайший, а шум минимальный. Мощность может достигать 24 кВт, генератор может функционировать круглосуточно, а газ обойдется дешевле бензина и дизельного топлива. Вот только пока такие устройства широкого распространения не приобрели, так как стоят немало, в эксплуатации сложны и требуют подключения к газопроводу, который есть не везде. Тем не менее, некоторые дачники подключают такие генераторы к газовым баллонам.

Большая домашняя батарейка

Большая домашняя батарейка
Большая домашняя батарейка российского производства Экомоторс является недорогим и эффективным аналогом накопителю Tesla PowerWall. Изделие используется для резервного питания частных домов, дач, офисов и прочих объектов, которые в любой момент могут отключить от электричества. Также его можно устанавливать в жилых фургонах, бытовках и передвижных столовых. Устройство накапливает энергию по низким тарифам в ночное время. Имеет компактные размеры, крепится на стене в вертикальном или горизонтальном положении.

Технические характеристики:

• емкость — 7,8 кВт/ч;
• напряжение батареи — 24 В;
• мощность — 7,2 кВт;
• размеры — 1000×500×250 мм;
• вес — 100 кг;
• количество циклов — 7000.

Контроль работы и состояния устройства осуществляется с помощью планшета Android с возможностью вывода информации на ПК или сотовый телефон.

Скачать

• Теория и практика применения аккумуляторов. Виды аккумуляторов. Лучшее, что можно почитать по теме – • Выбор и эксплуатация аккумуляторов для автономного и резервного электроснабжения. / Теория и практика — подробно простым языком, pdf, 6.97 MB, скачан: 520 раз./
• • Дасоян, Новодережкин, Томашевский. Производство электрических аккумуляторов / В книге изложено производство электрических аккумуляторов (свинцово-кислотных, щелочных, серебряно-цинковых и др.), даны необходимые сведения об устройстве, важнейшие электрические и эксплуатационные характеристики, pdf, 19.88 MB, скачан: 351 раз./ .

Накопители электроэнергии для дома

Накопители энергии sess
Накопительные системы для частного дома способны обеспечить питанием на протяжении 24-48 ч. Этот показатель зависит от полноты зарядки, количества потребителей и емкости АКБ.

Используются такие типы батарей:

• Свинцово-кислотные. Недорогие, хорошо держат заряд и быстро выходят на полную мощность.
• Литий-ионные. Отличаются небольшим весом, низким саморазрядом и высокой емкостью.

Выбор определяется собственными потребностями и финансовыми возможностями.

Что такое сульфатация

Свинцово-кислотные аккумуляторы постепенно вытесняются литием во многих сферах, в первую очередь — там, где требуются малый вес и высокая энергоёмкость. Условный телефон с пластинами свинца был бы весьма специфичным девайсом. Тем не менее они до сих пор актуальны там, где нужно запасти большой объём энергии за умеренную цену, а вес особо некритичен. На велосипед, например, в качестве вспомогательного тягового аккумулятора не поставишь: замучаешься тащить. А вот в автодом, как резервный аккумулятор на дачу или катер — запросто. Там вес всё равно неважен, а цена на литий уже кусается.
Всё бы хорошо, но у свинцово-кислотных есть одна очень неприятная особенность — они катастрофически быстро деградируют при чрезмерном разряде. По мере разряда свинец на катоде из диоксида постепенно переходит в сульфат. На аноде аналогично идёт образование сульфата свинца, но уже не из оксида, а из чистого губчатого свинца.

Реакция на положительном электроде (зарядка идёт слева направо):

Реакция на отрицательном электроде (зарядка идёт слева направо):

В норме эта реакция почти обратима. Чем более мелкодисперсные кристаллы сульфата свинца образуются, тем легче протекает обратная реакция при зарядке. Кристаллы мелкие, а внутреннее сопротивление пластины невелико, пока батарея не сильно разряжена. Грубо говоря, когда вы разрядили батарею на 20–30 % — всё хорошо. До 100 % можно будет зарядить практически без потерь.
Вот так выглядят новые пластины

Положительная пластина до процесса формирования.

Зеленоватая отрицательная пластина до процесса формирования.

Если аккумулятор разряжать достаточно сильно, а тем более в ноль и подержать некоторое время в разряженном состоянии, то кристаллы сульфата свинца станут настолько крупными (процесс перекристаллизации), что начнут деактивировать активную массу, превращая её в балласт и разрывая внутреннюю структуру пластин. Более крупные кристаллы сульфата свинца, образующиеся на поверхности, печально отвалятся от основной массы и осядут на дне аккумулятора. С этого момента они не смогут участвовать в реакции заряда. Но даже кристаллы, оставшиеся на пластине, из-за своего высокого сопротивления будут очень неохотно превращаться обратно в металлический свинец и оксид. Суммарная рабочая площадь пластин резко падает, и батарея отправляется на утилизацию. Особенно сильно пострадает типовая АКБ от вибрации в разряженном состоянии — это ускорит осыпание пластин.

Если немного поработать ножовкой, то можно добраться до внутренностей аккумулятора. В домашних условиях так делать не надо: они необслуживаемые и с недружелюбной кислотой внутри. Мы такие операции с распиливанием иногда проводим для экспертной оценки того, как чувствует себя аккумулятор после гарантийного срока службы. Вскрытие показало, что пациент умер от вскрытия и мог бы ещё поработать.

Вот так выглядят разряженные пластины. Белёсые участки — это сульфат свинца в виде кристаллов, которые уже не участвуют в электрохимической реакции разряда.

Устройство накопителей

Накопители электроэнергии для дома и дачи представляют собой систему, состоящую из двух функциональных узлов, выполняющих определенную задачу:

• Аккумуляторный блок. Предназначен для накопления энергии от промышленной сети, топливного или ветрового генератора, солнечной панели или водяной турбины.
• Автономный инвертор. В режиме ожидания осуществляет подзарядку АКБ до заданного значения. При пропадании питания переключается в режим преобразователя постоянного напряжения в переменное (220 В или 380 В), подавая его во внутреннюю сеть жилья.

По месту расположения устройства подразделяются на встраиваемые, отдельно стоящие, напольные и настенные.

Содержание

• Какой ИБП для дома выбрать: однофазный или трёхфазный?
• Комплекты с внешними аккумуляторами большой емкости 5 кВт — это много или мало?
• Комплекты на три фазы. Мощностью 3/5 кВт на фазу

Типовое решение и модернизация

Инвертор МАП SIN Энергия 48-220 18 кВт HYBRID
В зависимости от потребностей и частоты отключения тока приобретается один или несколько элементов, которые соединяются последовательно или параллельно.

Для установки конструкции внутри помещения лучше брать модели AGM и гелевые. Они герметичны, хорошо переносят полный разряд и не требуют обслуживания.

Изделия с жидким электролитом выделяют пары кислоты, опасные для здоровья. Их можно устанавливать только вне жилых помещений. Такие модели при частых разрядах быстро изнашиваются.

постоянно работает над усовершенствованием своей продукции. При этом она выпускается как серийно, так и под заказ.

Клиент может приобрести товар с такими модернизациями и характеристиками:

• мощность;
• емкость;
• сила тока;
• напряжение;
• продолжительность работы;
• количество фаз.

Исходя из внесенных изменений определяется конечная цена.

ИБП или генератор?

Резервный источник питания необходим для жизнеобеспечения дома: отопления, роутеры, компьютеры, серверы, системы “умного дома”. Выдать необходимый минимум для поддержания работы устройств могут и генераторы, и ИБП с аккумуляторами. Посмотрим, какой из них будет удобнее в эксплуатации.

В первую очередь, от резервного источника питания требуется мгновенная подача напряжения при отключении постоянного источника. Генератор такой скоростью похвастаться не может: на разгон ему требуется от 10 секунд до 2,5 минут. ИБП переходит в рабочий режим за 4 мс, в результате чувствительная техника сохраняет настройки, не переходя в режим перезапуска. Инверторы двойного преобразования и вовсе не требуют времени для подачи напряжения – они включены постоянно и сразу начинают работу после отключения энергии.

Инверторы не имеют механических частей, подверженных износу. Главные факторы, влияющие на ресурс, – емкость аккумуляторов и потребляемая мощность. Такая система удобна и при коротких промежутках в питании от основной, и при продолжительных отключениях электричества сроком на несколько суток. Аккумуляторы сразу начнут питать охранную сигнализацию или отопление дома.

В отличие от генератора, ИБП работает очень тихо, не выделяя в среду никаких газов. Генератор работает на топливе, и от выхлопных газов вы избавитесь, лишь отдалив установку от дома. Чтобы установить ИБП с аккумуляторами, потребуется маленькое помещение с нормальным уровнем влажности. Для работы рекомендована положительная температура, но некоторые системы работают и при минусовых показателях термометра.

Применение накопителей электроэнергии

Источники бесперебойного питания для газовых котлов
Бытовые и промышленные накопители могут использоваться для повышения мощности, бесперебойного питания в аварийных ситуациях и автономного электроснабжения неподключенных к сети объектов.

Таковыми могут быть:

• дом;
• дача;
• кафе;
• мастерская;
• прорабская;
• котельная;
• водонапорная станция;
• склад;
• гараж.

Инверторные устройства не зависят от условий окружающей среды, но могут подзаряжаться от внешних источников, в том числе в процессе работы.

Сварочный инвертор

Сварочный инвертор, или инверторный источник сварочного тока – необходимый элемент в сварке, он передает сварочной дуге более стабильное горение и более простой поджиг. Инверторы наиболее популярны в сварке, т. к. они как никакой другой аппарат могут обеспечить надежность и независимость от общей сети, исключить колебания и помехи.

Сварочный инвертор действует за счет того, что напряжение сети выходит на выпрямитель, после чего силовой модуль делает постоянный ток переменным. Переменный ток отправляется уже на сварочный трансформатор, который, в свою очередь, обеспечивает им саму сварочную дугу.

Сварочный инвертор хорош тем, что, используя его, вы можете значительно уменьшить силовой трансформатор в размере и при этом увеличить динамику дуги. Благодаря ему стало возможным уменьшить размер и вес сварочного аппарата, повысить КПД и снизить до минимума разбрызгивание при сварке.

Сварочный инвертор

Однако сварочный инвертор имеет и ряд недостатков. Его коэффициент нагрузки ограничен, он довольно чувствителен к влажности воздуха и конденсату. Самый большой его минус – он создает очень высокий, часто даже опасный уровень помех. Эту проблему можно решить, но все ныне известные решения делают устройство не только дороже, но и тяжелее.