Автономные системы электроснабжения

45

Автономные системы электроснабжения

• Источники резервного электропитания
• Возобновляемые источники энергии
• Готовые фотоэлектрические системы
• Гибридная ветросолнечная система
• Инвертор с синусоидальным напряжением
• Инвертор с квазисинусоидальным напряжением
• Расчёт ёмкости аккумуляторной батареи
• Использование солнечного электричества
• Фотоэлектрические модули
• Ориентация солнечных панелей
• Фотоэлектрические системы
• Энергоэффективные приборы
• Стабилизаторы напряжения переменного тока
• Комплекты бесперебойного электроснабжения
• Солнечные коллекторы и системы
• У Вас есть загородный дом, но нет возможности протянуть к нему линию электропередач (ЛЭП)?
• Или подключение к централизованным сетям электроснабжения непомерно дорого?
• А, может быть, лучше сравнить эти 2 варианта -- электроснабжение от ЛЭП и автономное электроснабжение?
• Нами были проведены такие расчёты. Они показали, что если суммарная мощность Ваших потребителей (электрических нагрузок) не превышает нескольких кВт, а расстояние до точки подключения к сетям централизованного электроснабжения более нескольких сотен метров, то автономная система электроснабжения для Вашего дома может быть более выгодна, чем подключение к сетям.
• При этом, нужно учитывать следующие моменты:

q При подключении к сетям централизованного электроснабжения, Вы должны будете оплатить стоимость подключения к сетям, стоимость прокладки низковольтной ЛЭП (стоимость колеблется в разных регионах от 10000 до 17000 долларов США за 1 км), а также, платить за потребляемую электроэнергию по расценкам энергосетей.

Хорошо, если таких, как Вы, -- несколько, и Вы можете разделить стоимость подключения и строительства ЛЭП. Если же Вы хотите делать это самостоятельно, Вам потребуется немало денег. Точнее, много.

q Другой вариант -- создание собственной автономной системы электроснабжения. Плюсы этого варианта -- Вам не нужно платить за подключение к сетям централизованного электроснабжения и строительство ЛЭП, Вы не зависите от цен на электроэнергию.

Вы сами являетесь хозяином своего оборудования и можете вырабатывать электроэнергию тогда, когда Вам хочется. Минусы -- Вам придётся уделять время на техническое обслуживание и ремонт Вашего оборудования.

Особенно это относится к системе, содержащей дизель - или бензоэлектрический агрегат (как основной или резервный источник электроснабжения). Нужно будет следить за состоянием Вашей аккумуляторной батареи. Минимум обслуживания требуют фотоэлектрические батареи.

Из чего же должна состоять система автономного электроснабжения? Обычно, состав энергосистемы следующий:

1. Источник энергии. Их может быть один или несколько. Им может быть:

· жидкотопливный генератор ЖТГ (бензо- или дизель-электрический агрегат);

· фотоэлектрическая батарея;

· ветроэлектрическая установка.

В качестве основного, может применяться любой из перечисленных источников. Остальные могут использоваться, как дополнительные или резервные.

2. Аккумуляторная батарея (АБ). В системах на возобновляемых источниках энергии, в силу непостоянства возобновляемого ресурса, это -- необходимый элемент.

Даже, если основной источник у Вас ЖТГ, наличие аккумуляторной батареи позволит Вам включать его на непродолжительное время в течение дня, а электроэнергию иметь непрерывно.

3. Инвертор, т.е., преобразователь постоянного тока в переменный. Необходим, если у Вас есть потребители переменного тока на напряжение 220 В, или, если Ваши потребители находятся на значительном расстоянии от АБ (потери в проводах постоянного тока низкого напряжения могут оказаться существенными).

4. Контроллер заряда АБ. Необходим для предотвращения перезаряда и переразряда АБ. Очень часто бывает встроен в инвертор.

5. Нагрузка. В автономной системе электроснабжения необходимо использовать только энергоэффективные приборы.

Например, использование ламп накаливания очень не рекомендуется, так как они потребляют ток в 4 раза больший, чем люминесцентные лампы.

Несмотря на то, что, обычно, энергоэффективные приборы дороже, их использование может обернуться значительной экономией, за счёт снижения мощности источника энергии и ёмкости АБ.

Источники резервного электропитания

Вы думаете, как построить систему электроснабжения Вашего загородного дома?

К Вашему дому подведена линия электропередач (ЛЭП), но из-за частых отключений сети или ограничений наподключаемую мощность Вы не можете с удовольствием пользоваться Вашими электроприборами?

Из-за частого отключения электроэнергии Вы не можете оставить без присмотра холодильник?

Качество электроэнергии оставляет желать лучшего?

У Вас нередки перенапряжения и подсадка в сети, из-за того, что сосед на соседней или на одной с вами фазе включает сварочный аппарат или электрообогреватель мощностью, превышающей допустимую?

Мы поможем Вам решить эти проблему. Если у Вас уже подведена ЛЭП, то всё, что Вам нужно -- это источник бесперебойного резервного питания (ИБП). Он обычно состоит из:

q инвертора, преобразующего постоянный ток в переменный;

q аккумуляторной батареи (АБ), которая подзаряжается во время наличия электроэнергии от внешнего источника;

q контрьллера, который следит за зарядом и разрядом АБ, а также, за напряжением во внешней сети.

Если величина напряжения выходит за допустимые пределы (или напряжение пропадает), контроллер даёт команду системе переключиться на питание от АБ через инвертор.

Компания «Ваш Солнечный Дом» предлагает Вам системы бесперебойного питания с использованием лучших разработок отечественных и зарубежных производителей.

Мы предлагаем Вам следующие системы резервного электроснабжения:

Система с синусоидальной формой выходного напряжения

Такие системы должны применяться там, где потребители (нагрузка) чувствительны к форме питающего напряжения.

Например, некоторые электродвигатели, а также, трансформаторы и другая индуктивная нагрузка, перегреваются и отдают меньшую мощность, при питании их несинусоидальным током.

Мы предлагаем Вам системы с выходной мощностью 1 и 2 кВт. Подробное описание этих систем с указанием технических характеристик здесь.

Система с квазисинусоидальной формой выходного напряжения

Такие системы должны применяться там, где потребители (нагрузка) нечувствительны к форме питающего напряжения.

К таким потребителям относятся различные нагревательные приборы, приборы с импульсным блоком питания (современные телевизоры, компьютеры и т.п.), различная осветительная нагрузка, коллекторные двигатели переменного тока (различный электроинструмент) и т.п.

Мы предлагаем Вам системы на базе таких инверторов с пиковой мощностью 1, 2, 3, и 6 кВт. Подробное описание этих систем с указанием технических характеристик здесь.

Обе системы используют АБ различной ёмкости для хранения электроэнергии.

Несмотря на то, что в системах бесперебойного питания можно применять и обычные автомобильные АБ, мы настоятельно рекомендуем к применению специальные высокоэффективные герметичные аккумуляторы.

Такие АБ можно хранить и устанавливать в обычных помещениях (для стартерных и других негерметичных батарей необходимо специальное хорошо проветриваемой помещение и поддержание температурного режима, потому что, при своей работе, они выделяют ядовитые газы).

Методика расчета необходимой ёмкости аккумуляторной батареи в зависимости от мощности потребляемой нагрузки здесь.

Вы также можете приобрести готовые комплекты для бесперебойного электроснабжения автономного дома или другого объекта.

Возобновляемые источники энергии

А что делать, если ЛЭП находится далеко от Вас, и её подключение невозможно или экономически невыгодно?

В этом случае, мы предлагаем Вам установить систему с использованием возобновляемых источников энергии (ВИЭ).

Если в вашей местности большую часть года светит яркое солнце, или дуют сильные ветры, или рядом с Вашим домом течёт небольшая быстрая речка (или недалеко от вас есть небольшая плотина), то, даже при существующих ценах, электроснабжение Вашего дома от возобновляемых источников энергии будет более дешёвым вариантом, чем прокладка и подключение ЛЭП.

Мы предлагаем Вам системы электроснабжения с питанием от следующих источников:

· Солнечных фотоэлектрических батарей.

· Ветроэлектрических установок различной мощности.

· МикроГЭС.

· А также, термоэлектрические генераторы (для питания отдельных осветительных и бытовых приборов).

А что делать, если сети нет в принципе? И её подведение -- невозможно или стоит, ну очень больших денег?

В этом случае, наша система будет состоять из следующих компонентов:

ь Источника бесперебойного питания (ИБП) (со встроенным контроллером заряда АБ).

ь Аккумуляторной батареи.

ь Резервного бензоэлектрического генератора, мощностью 1-3 кВт.

ь Фотоэлектрической батареи (ФЭБ) или ветроэлектрической установки (ВЭУ).

ь Если есть быстрый водоток или перепад воды, можно рассмотреть вариант с использованием микроГЭС.

Введением в систему резервного бензоэлектрического генератора (БЭГ), мы добивается решения нескольких проблем.

Во-первых, БЭГ используется, как резервный источник электроснабжения.

Во-вторых, от БЭГ можно осуществлять форсированный заряд аккумуляторной батареи, если она разрядилась до опасного уровня.

При этом, БЭГ будет работать с максимальной загрузкой, что обеспечивает минимальное удельное потребление топлива.

В-третьих, появляется возможность кратковременно питать относительно большую нагрузку -- стиральную машину, производственный инструмент (станки и т.п.), утюг и т.д.

На время работы такой нагрузки, Вы включаете БЭГ и питаете Вашу нагрузку напрямую от него.

Остальное время, нагрузка может питаться от ИБП и АБ.

Если же, в Вашем районе ярко светит солнце, и часто дуют сильные ветры, то можно свести до минимума время работы БЭГ (и, следовательно, расходы на топливо и техническое обслуживание). Как?

Путём введения в систему фотоэлектрической батареи (если у Вас много солнца) или ветроустановки (если дуют ветры).

Особенность построения систем на базе возобновляемых источников энергии заключается в относительно жёсткой привязке к местности и доступным ресурсам возобновляемой энергии.

Мы можем рассчитать Вам систему на базе ВИЭ для Вашего конкретного случая.

Пошлите запрос на наш адрес info@solarhome.ru с описанием Ваших потребностей и данных по ресурсам возобновляемой энергии около Вашего дома, и мы рассчитаем и поставим Вам систему электроснабжения.

Однако, для типовых условий применения систем на базе возобновляемых источников энергии, мы предлагаем несколько комплектов систем электроснабжения.

Автономная фотоэлектрическая система ФЭК-40, обеспечивающая работу 2 люминисцентных светильников в течение нескольких часов.

Автономная фотоэлектрическая система ФЭК-80, позволяющая кроме 1-2 светильников, питать телевизор, радио и другую маломощную нагрузку постоянного тока.

Автономная фотоэлектрическая система ФЭК-160 для питания осветительной нагрузки дома (4-6 светильников), телевизора, небольшого холодильника, ручного электроинструмента и другой маломощной бытовой нагрузки переменного тока.

Гибридная система электроснабжения с фотоэлектрической батареей и бензо-генератором для питания нагрузки переменного тока (освещение, телевизор, аудиосистема, холодильник, стиральная машина и т.д.).

Готовые фотоэлектрические системы

Система электроснабжения автономного дома, на базе фотоэлектрической солнечной батареи состоит из следующих компонентов:

· Солнечной батареи необходимой мощности.

· Контроллера заряда аккумуляторной батарея, который предотвращает губительные для батареи глубокий разряд и перезаряд.

· Батареи аккумуляторов (АБ).

· Инвертора, преобразующего постоянный ток в переменный.

· Энергоэффективной нагрузки постоянного и переменного тока.

Для обеспечения надёжного электроснабжения, необходим резервный источник электропитания (на рисунке не показан).

В качестве такого источника может использоваться небольшой (2-6 кВт) бензо - или дизельэлектрогенератор.

Введение такого резервного источника электроэнергии резко сокращает стоимость солнечной батареи из-за отсутствия необходимости рассчитывать её на худшие возможные условия (несколько дней без солнца, эксплуатация зимой, и т.п.)

В этом случае, в систему также вводится зарядное устройство для быстрого заряда (в течение нескольких часов) АБ от жидкотопливного электрогенератора (ЖТЭГ).

Возможно применение блока бесперебойного питания, в котором возможность заряда АБ уже встроена.

Ниже приведён вариант такой системы для электроснабжения удалённого жилого дома.

Принимаются следующие исходные данные:

ь Суточное потребление энергии -- 3 кВтч (среднестатистические данные по России).

ь Приход солнечной радиации -- 4 кВтч/м² в день (средний приход солнечной радиации для европейской части России летом).

ь Максимальная пиковая мощность нагрузки -- 3 кВт (можно одновременно включить стиральную машину и холодильник).

ь Для освещения используются только компактные люминесцентные лампы переменного тока.

ь В пиковые часы (часы максимальной нагрузки, например, когда включены стиральная машина, электрокипятильник, утюг и т.п.), для предотвращения быстрого разряда АБ, включается ЖТЭГ.

ь ЖТЭГ также будет включаться, при пасмурной погоде, если АБ разряжается до нижнего допустимого напряжения.

Если необходимо минимизировать время работы жидкотопливного электрогенератора, с целью сохранения топлива, солнечная фотоэлектрическая система электроснабжения будет состоять из элементов со следующими параметрами:

ь пиковая мощность солнечной батареи равна 1000 Вт;

ь минимальная номинальная мощность инвертора (ИБП) -- 2 кВт, с возможностью кратковременной нагрузки до 3 кВт, входное напряжение 24 или 48 В;

ь аккумуляторная батарея общей ёмкостью 1000 Ач (при напряжении 12 В);

ь контроллер заряда на ток до 40-50 А (при напряжении 24 В);

ь бензогенератор мощностью 3-4 кВт;

ь зарядное устройство для заряда АБ от бензогенератора на ток до 150 А;

ь кабели и коммутационная аппаратура (выключатели, автоматы, разъёмы, электрощиты и т.п.).

Стоимость такой системы, при существующих ценах на комплектующие, будет около 7800 USD.

Если допустимо увеличение времени работы ЖТЭГ, стоимость системы можно снизить, за счёт его более частого включения.

В этом случае, энергия от солнечной батареи будет использоваться для электроснабжения минимальной нагрузки -- освещение, радио, телевизор -- а ЖТЭГ, будет включаться несколько раз в день (от 2 и более, в зависимости от выбранной ёмкости АБ).

При этом, начальная стоимость системы снижается, как за счёт уменьшения пиковой мощности солнечной батареи, так и за счёт снижения емкости АБ.

Такая оптимальная система для электроснабжения жилого дома может состоять из следующих компонентов:

ь солнечной батареи с пиковой мощностью 300-320 Вт;

ь инвертора (ИБП) мощностью 2 кВт, с возможностью кратковременной нагрузки до 3 кВт, входное напряжение 24 или 48 В;

ь аккумуляторной батареи, общей ёмкостью 400 Ач (при напряжении 12 В);

ь контроллера заряда на ток до 40-50 А (при напряжении 24 В);

ь дизель генератора, мощностью 4-6 кВт;

ь зарядного устройства, для заряда АБ от бензогенератора, на ток до 150 А;

ь кабелей и коммутационной аппаратуры (выключатели, автоматы, разъемы, электрощиты и т.п.).

Стоимость такой системы, при существующих ценах на комплектующие, будет около 5500-6000 USD.

При этом, необходимо учитывать, что возрастут эксплуатационные расходы, за счёт большего расхода топлива.

Гибридная ветросолнечная система

Предназначена для питания маломощной нагрузки постоянного тока и переменного тока (опция).

Предлагается, примерно, такой же набор систем, на базе ветроэлектрической установки.

Автономная ветроэлектрическая система, позволяющая питать 2-3 люминесцентных светильника, телевизор, радио и другую маломощную нагрузку постоянного тока.

Автономная ветроэлектрическая система для питания осветительной нагрузки дома (4-6 светильников), телевизора, небольшого холодильника.

Гибридная система электроснабжения с ветроэлектрической установкой и бензо-генератором, для питания нагрузки переменного тока (освещение, телевизор, аудиосистема, холодильник, стиральная машина и т.д.).

Ветросолнечная электростанция

В большинстве районов, приход солнечной радиации и наличие ветра находятся в противофазе (т.е., когда светит яркое солнце, обычно, нет ветра, а если дует сильный ветер, то солнца нет).

Поэтому, для обеспечения бесперебойного электроснабжения автономного объекта, уменьшения необходимой мощности ветротурбины, солнечной батареи и ёмкости аккумуляторной батареи, улучшения режимов работы станции, во многих случаях, целесообразно использование гибридной ветросолнечной электростанции.

Особенно ощущаются преимущества гибридных станций, при круглогодичном использовании.

При этом, в зимнее время, основная выработка электроэнергии приходится на ветроэлектрическую установку, а летом -- на солнечные фотоэлектрические модули.

В настоящее время, компания «Ваш Солнечный Дом» предлагает маломощные ветросолнечные станции ВСЭ-500/160-24 и ВСЭ-500/120-24.

Гибридная ветросолнечная электростанция ВСЭ-500/160-24 состоит из следующих компонентов:

· Ветроэлектрической установки УВЭ-500, включающей ветротурбину, мачту, блок контроля и заряда, балластную нагрузку.

· 4-х фотоэлектрических модулей ФЭМ-40, пиковой мощностью 41 Вт, соединённых последовательно-параллельно.

· Инвертора Синусоида-1 номинальной мощностью 1 кВт или ББП МАП-Энергия, максимальной мощностью 2 кВт (номинальная мощность -- 1,3 кВт), с входным напряжением 24 В.

· 2-х аккумуляторных батарей, напряжением 12 В и номинальной ёмкостью 200 Ач (опция).

· Соединительных кабелей.

Гибридная ветросолнечная электростанция ВСЭ-500/120-24 отличается тем, что, вместо 4-х фотоэлектрических модулей, мощностью 41 Вт, применяются 2 модуля мощностью по 60 Вт.

Для обеспечения бесперебойного электроснабжения, желательно также ввести в систему небольшой (до 1 кВт) бензоэлектрический агрегат, на случай отсутствия ветра и яркого солнца, в течение продолжительного периода времени.

В этом случае, инвертор «Синусоида» должен быть заменен на ИБП «Синусоида» с функцией зарядки аккумуляторов, или, если нужны большие токи зарядки, использовать отдельное сетевое зарядное устройство для аккумуляторов (подойдёт автомобильное 220/24 В с током заряда от 20 А).

Как опцию, Вы можете заказать ВСЭ-500/160-24 без аккумуляторов и использовать обычные автомобильные аккумуляторы 12СТ-190.

Ещё лучше, использовать импортные необслуживаемые автомобильные аккумуляторы, которые имеют лучшие удельные показатели по массе.

Плюсом может быть меньшая цена. О минусах читайте в разделе «Аккумуляторы».

Возможна комплектация системы под заказ с необходимым для вас набором фотоэлектрических модулей (можно подключать модули мощностью до 500 Вт), мощностью инвертора (от 0,5 до 3 кВт) и его типа.

Инвертор с синусоидальным напряжением

Блок бесперебойного питания (ББП) предназначен для работы электробытовых приборов и другой аппаратуры на ~220 В, суммарной мощностью -- до 1 кВт, как от источника переменного тока (электросеть, бензо-дизель генератор), так и от аккумуляторной батареи, которая может заряжаться от солнечной батареи или ветроэлектрической установки.

Также, существует модификации мощностью 1,2, 2 и 5 кВт.

Условия, параметры работы, правила эксплуатации -- аналогичны описанным ниже для ББП мощностью 1 кВт.

Если Вам не нужна функция блока бесперебойного питания, возможна модификация, состоящая только из инвертора.

В этом случае, нет функций зарядки от сети и слежения за наличием и качеством сети.

Инвертор подключается к АБ, а к его выходу -- подключается нагрузка переменного тока.

Такая модификация -- дешевле (см. цены в Интернет-магазине).

Параметры по входному и выходному напряжению, а также, другие характеристики, не относящиеся к функции ББП, соответствуют описанным ниже для ББП.

Вы можете сгрузить Инструкцию по эксплуатации для ББП «Синусоида» по этой ссылке (формат pdf).

1. Комплект поставки

Блок бесперебойного питания.

Кабель с вилкой для подключения к источнику переменного тока.

Паспорт и инструкция по эксплуатации.

2. Основные технические характеристики

Параметр	Значение
	ББП-1 кВт	ББП-1,2 кВт	ББП-2 кВт	ББП-2 кВт
2.1. Номинальное входное напряжение по постоянному току, В по переменному току, В	24 220	24 220	48 220	48 220
2.2. Допустимые пределы изменения входного напряжения: по постоянному току, В по переменному току, В	20 -28 190 -- 260	40-55 150-280	40-55 190-260	40-55 190-260
2.3. Выходное напряжение, В	220 +/- 5% переменный ток
2.4.Частота выходного напряжения, Гц	50 +/-2%
2.5. Форма выходного напряжения	синусоида
2.6. Максимальная выходная мощность, кВт	1	1,2	2	5
2.7. КПД при номинальной мощности, %	88-92
2.8. Пиковая мощность в течение 3 сек, кВт	до 5-кратной от номинальной
2.9. Ток собственного потребления от аккумуляторной батареи в отсутствии нагрузки, А (средний)	1,2	1	2,4	3,5
2.10. Ток заряда аккумуляторной батареи, А	от 0 до 20
2.11. Время переключения на питание от аккумуляторов, сек	не более 0,01
2.12. Масса (не более), кг	15	13	24	30
2.13. Габариты (не более), см	19х30х33	19х30х33	19х30х42	42х40х25
2.14. Условия эксплуатации: температура окружающей среды	0°…40°С
2.15. Относительная влажность воздуха	< 90%

3. Краткое техническое описание

ББП выполняет следующие функции:

· инвертора напряжения, преобразующего постоянный ток в переменный ток;

· стабилизатора выходного напряжения; переключателя питания нагрузки с источника переменного тока на постоянный ток;

· блока заряда аккумуляторной батареи.

На выходе установлен мощный силовой трансформатор. БПП имеет защитный корпус, на его передней стенке размещены: кнопки включения и

выключения, световые индикаторы функционирования блока.

Плавкий предохранитель расположен внутри корпуса. На задней стенке расположены: розетки для подключения нагрузки, разъём для подключения переменного тока, клеммы для подключения аккумуляторной батареи.

Внутри корпуса расположены звуковые индикаторы.

4. Указания по эксплуатации

БПП устанавливается подальше от источников тепла и на расстоянии не менее 0,5 м от задней стенки до стены помещения.

Вначале подключается предварительно заряженная аккумуляторная батарея с помощью входящих в комплект разъёмов.

Внимание! Аккумуляторную батарею необходимо подключать, при строгом соблюдении полярности.

Наконечник красного цвета подсоединяется к плюсовому контакту аккумулятора.

В противном случае, ББП может выйти из строя.

После подключения аккумуляторной батареи, ББП готов к работе на нагрузку в автономном режиме.

Запуск ББП, при питании от АБ, имеет свои особенности.

Для его включения, необходимо нажать и удерживать кнопку «ВКЛ».

Через 1 секунду, будет слышен звуковой сигнал, и кратковременно зажгутся световые индикаторы на лицевой панели.

Продолжайте удерживать кнопку «ВКЛ», до появления, через 2-3 секунды, второго звукового сигнала, после чего, немедленно отпустите кнопку.

Старайтесь не передерживать кнопку «ВКЛ».

О включении ББП свидетельствует появление световой сигнализации о степени заряженности аккумуляторной батареи (крайний правый столбец светодиодов) и величине мощности нагрузки в ваттах (крайний левый столбец светодиодов на передней панели).

В случае неудачи, нажать и удерживать кнопку «ВЫКЛ» (около 2 сек), до появления звукового щелчка, после чего, отпустить кнопку.

Далее, с помощью кнопки «ВКЛ», повторить вышеуказанные действия.

Заряд аккумуляторной батареи может вестись от солнечной батареи или ветроэлектрической установки, подсоединённых к клеммам аккумуляторной батареи, через контроллер заряда, который защищает аккумуляторную батарею от перезаряда.

При наличии источника переменного тока (электросеть или бензо- дизель генератор), с помощью разъёма, этот источник подключить к ББП.

В течение нескольких секунд ББП тестирует пригодность аккумуляторной батареи и, если она имеет достаточную ёмкость, то немедленно подключает ББП к нагрузке.

Одновременно начинается процесс подзаряда аккумуляторной батареи.

Зарядное устройство поддерживает необходимый зарядный ток всё время, в течение которого ББП подключён к источнику переменного тока.

Если, в процессе работы, внезапно происходит отключение источника переменного тока, то ББП автоматически переходит на работу от аккумуляторной батареи, при этом, загорается индикатор «Работа от АБ».

После того, как на ББП вновь подан переменный ток, ББП автоматически переходит в режим работы от источника переменного тока, при этом, загораются индикаторы во втором столбце слева на передней панели.

ББП регистрирует искажения формы напряжения источника питания переменного тока (пики, провалы).

При опасных для нагрузки искажениях, ББП автоматически переходит на работу от аккумуляторной батареи.

Предусмотрена возможность регулировки степени чувствительности ББП к указанным искажениям с помощью микрокнопочного переключателя.

Однократное нажатие на переключатель с помощью, например, головки шариковой ручки, уменьшает чувствительность до «пониженной».

При повторном нажатии, задаётся «низкая» чувствительность. Нажатие в третий раз восстанавливает «нормальную» чувствительность.

При «нормальной» чувствительности, индикатор «СЕТЬ» светится ярко, при «пониженной» чувствительности тускло, а при «низкой» чувствительности -- не светится.

Для проверки сетевого напряжения, следует нажать и удерживать кнопку «ВКЛ». Приблизительно, через четыре секунды, световые индикаторы в крайнем правом столбце покажут входное напряжение.

В случае перегрузки, светится индикатор «ПЕРЕГРУЗКА», ББП издаёт непрерывный звуковой сигнал и может произойти автоматическое выключение ББП.

Звуковой сигнал прекращается, при снижении нагрузки. Для отключения ББП необходимо нажать на кнопку «RESET».

Для разряда внутреннего конденсатора, после отсоединения аккумуляторной батареи, необходимо нажать и удерживать кнопку «RESET», до появления разрядного щелчка (через 1-2 сек).

При разряде АБ до опасного для неё уровня напряжения (21 или 42 В, соответственно), ББП отключает нагрузку и выключается сам.

При подаче напряжения переменного тока, ББП начинает заряд АБ автоматически. Подключение нагрузки, после аварийного отключения из-за разряда АБ, производится вручную, как описано выше.

Модификация на 1,2 кВт имеет большие пределы регулирования входного напряжения переменного тока (от 150 до 280 В) и может автоматически подключать нагрузку к ББП после отключения, вследствие переразряда АБ, при появления напряжения переменного тока на входе ББП.

5. Гарантия изготовителя

Конструкция ББП обеспечивает его нормальную эксплуатацию в течение 1 года со дня продажи.

6. Техническое обслуживание

Не допускать попадания воды

Для электробезопасности потребителя, рекомендуется нагрузку подключать через устройство защитного отключения типа УЗО и систему заземления.

Инвертор с квазисинусоидальным напряжением

Предлагаются блоки автономного электропитания с выходными максимальными мощностями 0,9/1,5/2/3/4,5/6 кВт.

Назначение

Блок автономного электропитания, в комплекте с аккумуляторной батареей, предназначен для обеспечения бесперебойной работы электробытовых приборов и другой аппаратуры, как от источника переменного тока (электросеть, бензодизель генератор с напряжением ~220 В, при частоте 50 Гц), так и от аккумуляторной батареи, которая может заряжаться от солнечной батареи или ветроэлектрической установки.

1. Комплект поставки

Блок с разъёмами для подключения аккумуляторной батареи.

Разъём для подключения к источнику переменного тока.

Паспорт и инструкция по эксплуатации.

2. Основные технические характеристики 6 типов блоков

2.1.	Мощность выходная, кВт
	при питании от источника переменного тока	0,9/1,5/2/3/4,5/6/8.8
	при питании от аккумулятора:	номинальная -- 0,6/1/1,3/2/3/4/6
		максимальная (вместо квазисинусоиды -- прямоугольники) -- 0,9/1,5/2/3/4,5/6/8.8
		пиковая (до 3 сек) -- в 5 раз выше номинальной
2.2.	Напряжение входное по переменному току
	номинальное, В частота, Гц форма	220 ±10
		50
		синусоида
2.3.	Напряжение входное по постоянному току
	от аккумуляторной батареи, В	12 или 24 для блока 0,9/1,5/2/3 и 24 или 48 для блока 4,5/6/8.8
	от солнечной батареи или ветроустановки, В	до 40
2.4.	Допустимые пределы изменения входного напряжения на единичном 12 В аккумуляторе, В	10.5 -- 14,5
2.5.	Напряжение выходное
	номинальное, В частота, Гц форма	220 +10-35
		50 ±1
		модифицированная синусоида
2.6.	КПД при номинальной мощности, %	не менее 85
2.7.	Ток собственного потребления от аккумуляторной батареи
	в отсутствии нагрузки, А в ждущем режиме после автоматического выключения, А	0,5-0,7
		0,04
2.8.	Ток заряда
	от аккумуляторной батареи, А от солнечной батареи или ветроустановки, А	от 0 до 190
		до 30
2.9.	Время переключения на питание от аккумуляторов, сек	0,02

2.10. Рекомендуемая ёмкость аккумуляторной батареи, А.ч. -- 100/150/300/400/500/600/800.

2.11. Масса (ориентировочно), кг -- 7,5/8,5/10,5/12,5/17/21/26.

2.12. Габариты (ориентировочно), см -- 10 х 22 х 23/ 10 х 22 х 33/ 12 х 22 х 30/ 12 х 22 х 30/ 16 х 26 х 35/ 16 х 26 х 44.

2.13. Условия эксплуатации: температура окружающей среды -- 0°…50°С; относительная влажность воздуха < 90%.

Краткое техническое описание

Блок имеет следующие функции:

q инвертора напряжения, преобразующего постоянный ток в переменный;

q сглаживающего фильтра входного переменного напряжения;

q переключателя питания нагрузки с источника переменного тока на постоянный ток от аккумулятора и наоборот;

q зарядного устройства аккумуляторной батареи от источника переменного тока и от солнечной батареи или ветроэлектрогенератора;

q индикатора степени заряженности аккумуляторной батареи;

q устройства для лечебного разряд-зарядного цикла аккумулятора.

При питании от источника переменного тока, нагрузка подключается напрямую через плавкий предохранитель, а при питании от аккумулятора -- через преобразователь -- инвертор напряжения.

Блок выполнен в металлическом корпусе (см. Рис.1), на его передней панели размещены:

· кнопка включения и выключения;

· светодидный, зелёного цвета, индикатор режима работы блока;

· трёхцветный светодиодныйй индикатор напряжения на аккумуляторе;

· розетки для подключения нагрузки;

· переключатель с красным индикатором для перехода с модифицированной синусоиды на прямоугольники.

На задней стенке (см. Рис.2) расположены:

· разъём для подключения переменного тока;

· разъём для подключения солнечной батареи или ветроэлектрогенератора;

· красный индикатор режима заряда аккумуляторов от солнечной батареи или ветроэлектрогенератора;

· разъём для подстройки параметров блока от компьютера;

· два вывода с зажимами типа «крокодил» для подключения аккумуляторной батареи.

Внутри корпуса расположены плавкий предохранитель, звуковой датчик, охлаждающие вентиляторы и диод, препятствующий разряду аккумуляторов через солнечную батарею. Расчёт ёмкости аккумуляторной батареи. При расчёте системы автономного электроснабжения, очень важно правильно выбрать ёмкость аккумуляторной батареи.

Специалисты ЗАО «Ваш Солнечный Дом» помогут Вам правильно рассчитать необходимую ёмкость АБ для вашей энергосистемы.

Для предварительного расчёта, Вы можете руководствоваться следующими простыми правилами:

ь ёмкость, которую должна выдавать АБ рассчитывается, исходя из количества электроэнергии в Вт*ч, потребляемого от АБ в режиме разряда. Значение количества электроэнергии рассчитывается, исходя из данных вашей нагрузки и режимов её работы (т.е., когда и сколько будет работать нагрузка данной мощности, в течение определённого периода времени, например, дня или недели). Это количество электроэнергии нужно поделить на напряжение аккумуляторной батареи (12, 24 или 48 В) для получения значения необходимой емкости;

ь номинальная ёмкость АБ (т.е., та, которая указывается в спецификации или названии АБ), будет зависеть от ряда факторов, таких, как допустимая глубина разряда, температура окружающей среды, тип АБ и т.д. Значение, полученное в первом пункте, нужно будет умножить на коэффициенты, учитывающие эти условия работы.

ь в общем случае, нужно руководствоваться следующими параметрами: допустимая глубина разряда -- не должна превышать 30-40% для герметичных необслуживаемых батарей, и 20% для стартерных батарей. Это -- средние цифры, так как, при быстром разряде большими токами, допускается более низкое конечное напряжение батарей;

ь ёмкость АБ понижается с понижением температуры. Используется коэффициент от 1 до 2,5;

ь срок службы АБ понижается, при увеличении температуры окружающей среды выше 25 градусов Цельсия.

Температурный коэффициент для аккумуляторной батареи

Температура в градусах	Коэфф.
Фаренгейта	Цельсия
80F	26.7C	1.00
70F	21.2C	1.04
60F	15.6C	1.11
50F	10.0C	1.19
40F	4.4C	1.30
30F	-1.1C	1.40
20F	-6.7C	1.59

Для определения примерной ёмкости АБ, Вы можете использовать первую часть нашей онлайн формы для расчёта фотоэлектрической системы.

Часть расчётов по определению потребляемой мощности и необходимой мощности АБ, является общей для всех систем автономного электроснабжения.Типичная потребляемая мощность бытовой нагрузки

Нагрузка	Мощн., Вт	Нагрузка	Мощн., Вт	Нагрузка	Мощн., Вт
Кофемолка	200	Бритва	15	Люминесцентная лампа, экв. 40 Вт лампы накаливания	11
Кофеварка	800	Ноутбук	20-50	Люминесцентная лампа, экв. 60 Вт лампы накаливания	16
Тостер	800-1500	Настольный компьютер	80-150	Люминесцентная лампа, экв. 75 Вт лампы накаливания	20
Блендер	300	Принтер	100	Люминесцентная лампа, экв. 100 Вт лампы накаливания	30
Микроволновая печь	600-1500	Электрическая печатная машинка	80-200	Компактные люминесцентные лампы- 20Вт	22
Электроплитка	1200	TV -- 25» цв.	150	1/4» Дрель	250
Автоматическая стиральная машина	500	TV -- 19» цв.	70	1/2» дрель	750
Ручная стиральная машина	300	TV -- 12» ч-б.	20	1» дрель	1000
Пылесос	200-700	Видеомагнитофон	40	9» болгарка	1200
Ручной пылесос	100	CD плейер	35	3» Belt Sander	1000
Sewing Machine	100	Радио, стерео	10-30	12» цепная пила	1100
Утюг	1000	Радиочасы	1	14» Band Saw	1100
Электросушилка для вещей	400	Спутниковая тарелка	30	7-1/4» дисковая пила	900
Газовая сушилка для вещей	300	Радиопередатчик CB	5	8-1/4» дисковая пила	1400
Насос	250-500	Электрические часы	3	Холодильник с морозильной камерой 20cf (15 часов)	540
Потолочный вентиллятор	10-50	Лампы накаливания 100Вт	100	Холодильник с морозильной камерой 16cf (13 часов)	475
Настольный вентиллятор	10-25	Компактные люминесцентные лампы 25Вт	28	SunFrost 12cf DC (7 часов)	70
Электроодеяло	200	Лампы накаливания на постоянный ток 50Вт	50	Freezer 14cf DC (15 часов)	440
Сушилка	1000	Галогеновые лампы 40Вт	40	Freezer 14cf DC (14 часов)	350

Использование солнечного электричества

Мы можем использовать энергию солнца для разных целей.

Одна из них -- это выработка электрической энергии. При использовании солнечных батарей, энергия солнца напрямую преобразуется в электрическую.

Этот процесс называется фотоэлектрический эффект (сокращенно ФЭ).

Использование солнечного электричества имеет много преимуществ.

Это -- чистый, тихий и надёжный источник энергии. Впервые фотоэлектрические батареи были использованы в космосе на спутниках.

Сегодня солнечное электричество широко используется.

В удалённых районах, где нет централизованного электроснабжения, солнечные батареи используются для электроснабжения отдельных домов, для подъёма воды и охлаждения лекарств.

Эти системы зачастую используют аккумуляторные батареи для хранения выработанной днём электроэнергии.

Кроме того, калькуляторы, телекоммуникационные системы, буи и т.д. работают от солнечного электричества.

Другая область применения -- это электроснабжение домов, офисов и других зданий, или генерация электричества для сетей централизованного электроснабжения.

Солнечные фотоэлектрические установки могут быть следующих основных типов:

Автономные, в случае если нет подключения к сети.

Солнечные модули генерируют электричество для целей освещения, питания телевизора, радио, насоса, холодильника или ручного инструмента.

Обычно, для хранения энергии используются аккумуляторные батареи.

Соединённые с сетью, если объект подключён к сети централизованного электроснабжения, солнечные батареи могут использоваться для генерации собственного электричества.

Избыток электрической энергии, обычно, продаётся электросетям.

Резервные системы, фотоэлектрическая системы подключается к сетям плохого качества.

В случае отключения сети или недостаточного качества сетевого напряжения, для покрытия нагрузки используется солнечная система Фотоэлектрические модули

Солнечные панели состоят из солнечных элементов.

Так как один солнечный элемент не производит достаточного количества электроэнергии для большинства применений, солнечные элементы собираются в солнечных модулях для того, чтобы производить больше электричества.

Солнечные панели (также называемые фотоэлектрические или солнечные модули), производятся многих типов и размеров.

Наиболее типичные -- это кремниевые фотоэлектрические модули мощностью 40-60 Wp (пиковый ватт, т.е., мощностью максимум в 40-60 Вт, при ярком солнце).

Такой солнечный модуль имеет размер от 0,4 до 0,6 м².

Однако, широкий типоразмерный ряд солнечных модулей доступен в продаже.

Солнечные панели могут соединяться между собой для того, чтобы получить большую мощность (например, 2 модуля по 50 Wp, соединённых вместе, эквивалентны модулю мощностью 100 Wp).

КПД доступных в продаже модулей варьируется в пределах 5-15%.

Это значит, что 5-15% от количества энергии, падающей на солнечный элемент, будет трансформировано в электричество.

Исследовательские лаборатории во всем мире разрабатывают новые материалы для СЭ с более высоким КПД (до 30%).

Стоимость производства -- также очень важна.

Некоторые новые технологии (такие как, например, тонкоплёночные), позволяют производить СЭ в больших масштабах, что значительно снизит стоимость элементов и модулей.

Ориентация солнечных панелей

Солнечный свет проходит свой путь от Солнца до Земли по прямой линии. Когда он достигает атмосферы, часть света преломляется, а часть достигает земли по прямой линии.

Другая часть света поглощается атмосферой. Преломлённый свет -- это то, что обычно называется диффузной радиацией, или рассеянным светом.

Та часть солнечного света, которая достигает поверхности земли без рассеяния или поглощения -- это прямая радиация. Прямая радиация -- наиболее интенсивная.

Солнечные модули производят электричество даже, когда нет прямого солнечного света.

Поэтому, даже при облачной погоде, фотоэлектрическая система будет производить электричество.

Однако, наилучшие условия для генерации электроэнергии будут, при ярком солнце и при ориентации панелей перпендикулярно солнечному свету.

Для местностей северного полушария панели должны быть ориентированы на юг, для стран южного полушария -- на север.

На практике, солнечные панели должны быть ориентированы под определённым углом к горизонтальной поверхности.

Около экватора солнечные панели должны располагаться под очень маленьким углом (почти горизонтально), для того, чтобы дождь смывал пыль и грязь с фотоэлектрических модулей.

Небольшие отклонения от этой ориентации не играют существенной роли, потому что, в течение дня, солнце двигается по небу с востока на запад.

запад	юго-запад	юг	юго-восток	восток
78%	94%	97%	94%	78%

Доля производства энергии фотоэлектрической системой, при наклоне 45 градусов, для широты местности 52 градуса северной широты.

1. Прямая.

2. Поглощение.

3. Отражение.

4. Непрямая.

Выработка максимальна (100%), когда панели расположены под углом 36 градусов и ориентированы на юг.

Как видно из таблицы, разница между направлениями на юг, юго-восток и юго-запад -- незначительна.

Ориентация солнечных панелей -- угол наклона

Солнце двигается по небу с востока на запад. Солнечные панели наиболее эффективно работают, когда они направлены на солнце и их поверхность перпендикулярна солнечным лучам.

Солнечные панели, обычно, располагаются на крыше или поддерживающей конструкции в фиксированном положении и не могут следить за положением солнца в течение дня.

Поэтому, обычно, солнечные панели не находятся под оптимальным углом (90 градусов) в течение всего дня.

Угол между горизонтальной плоскостью и солнечной панелью обычно называют углом наклона.

Вследствие движения Земли вокруг Солнца, имеют место также сезонные вариации.

Зимой солнце не достигает того же угла, как летом. В идеале, солнечные панели должны располагаться летом более горизонтально, чем зимой.

Поэтому, угол наклона для работы летом выбирается меньше, чем для работы зимой.

Если нет возможности менять угол наклона дважды в год, то панели должны располагаться под оптимальным углом, значение которого лежит где-то посередине между оптимальными углами для лета и зимы.

Для каждой широты есть свой оптимальный угол наклона панелей. Только для местностей около экватора солнечные панели должны располагаться горизонтально.

Обычно принимается для весны и осени оптимальный угол наклона, равным значению широты местности.

Для зимы, к этому значению прибавляется 10-15 градусов, а летом -- от этого значения отнимается 10-15 градусов.

Поэтому, обычно рекомендуется менять дважды в год угол наклона с «летнего» на «зимний».

Если такой возможности нет, то угол наклона выбирается, примерно, равным широте местности.

1. Солнце зимой.

2. Солнце летом.

Небольшие отклонения, до 5 градусов, от этого оптимума, оказывают незначительный эффект на производительность модулей.

Различие в погодных условиях более влияет на выработку электричества.

Для автономных систем оптимальный угол наклона зависит от месячного графика нагрузки, т.е., если в данном месяце потребляется больше энергии, то угол наклона нужно выбирать оптимальным именно для этого месяца.

Пример

Оптимальный угол наклона для широты 52 градуса (северной широты) для соединённых с сетью систем составляет 36 градусов. Однако, для автономной системы с примерно равной потребностью в энергии в течение года, оптимальный угол наклона будет составлять около 65-70 градусов.

Фотоэлектрические системы

Для того, чтобы фотоэлектрические модули были надёжным источником электроэнергии, необходимы дополнительные элементы в системе: кабели, поддерживающая структура и, в зависимости от типа системы (соединённая с сетью, автономная или резервная), ещё и электронный инвертор и контроллер заряда с аккумуляторной батареей.

Такая система, в целом, называется солнечной фотоэлектрической системой, или солнечной станцией. Есть три основных типа солнечных фотоэлектрических систем:

Автономные системы для отдельных домов.

Системы, соединённые с сетью.

Резервные системы.

Автономные фотоэлектрические системы (АФС)

Автономные фотоэлектрические системы используются там, где нет сетей централизованного электроснабжения.

Для обеспечения энергией в тёмное время суток или в периоды без яркого солнечного света, необходима аккумуляторная батарея (АБ).

АФС часто используются для электроснабжения отдельных домов. Малые системы позволяют питать базовую нагрузку (освещение и иногда, телевизор или радио).

Более мощные системы могут также питать водяной насос, радиостанцию, холодильник, электроинструмент и т.п.

Система состоит из солнечной панели, контроллера, аккумуляторной батареи, кабелей, электрической нагрузки и поддерживающей структуры.

1. Солнечные панели.

2. Контроллер.

3. АБ.

4. Нагрузка.

На нашем сайте Solarhome.ru есть простая форма, которая может быть использована для расчёта автономной фотоэлектрической системы: для подсчёта количества необходимых модулей, ёмкости батареи и т.д.

Хотя, умелый человек и может сделать большую часть работы по установке системы сам, электрические соединения должны быть сделаны квалифицированным персоналом.

Солнечные ФС, соединённые с сетью

Когда есть сеть централизованного электроснабжения, но есть желание иметь электроэнергию от чистого источника (солнца), солнечные панели могут быть соединены с этой сетью.

При условии подключения достаточного количества фотоэлектрических модулей, определённая часть нагрузки в доме может питаться от солнечного электричества.

Соединённые с сетью фотоэлектрические системы, обычно, состоят из одного или многих модулей, инвертора, кабелей, поддерживающей структуры и электрической нагрузки.

1. Солнечные панели. 2. Инвертор. 3. Сеть. 4. Нагрузка.

Инвертор используется для соединения фотоэлектрических панелей с сетью. Существуют также, так называемые, AC-модули, в которых инвертор встроен на задней части модуля.

Солнечные панели могут быть установлены на крыше здания под оптимальным углом наклона с помощью поддерживающей структуры или алюминиевой рамы.

Простые системы с AC-модулями и заводскими поддерживающими структурами выпускаются всё в более крупных масштабах.

Резервные системы

Резервные солнечные системы используются там, где есть соединение с сетью централизованного электроснабжения, но сеть -- ненадёжна.

Резервные системы могут использоваться для электроснабжения в периоды, когда нет напряжения в сети.

Малые резервные солнечные системы электроснабжения наиболее важной нагрузки -- освещение, компьютер и средства связи (телефон, радио, факс и т.п.).

Более крупные системы могут также снабжать энергией и холодильник во время отключения сети.

Чем больше мощность необходимая для питания ответственной нагрузки, и чем дольше периоды отключения сети, тем большая мощность фотоэлектрической системы необходима.

Система состоит из фотоэлектрических модулей, контроллера, аккумуляторной батареи, кабелей, инвертора, нагрузки и поддерживающей структуры.

Контроллеры заряда для фотоэлектрических систем

Контроллеры заряда используются в автономных фотоэлектрических системах для защиты аккумуляторных батарей (АБ) от глубокого разряда (когда есть перерасход энергии) или перезаряда (когда батарея заряжена, а солнечная панель вырабатывает избыток электричества).

Использование контроллеров заряда настоятельно рекомендуется.

Он отключает нагрузку, когда аккумулятор недопустимо разряжен.

Обычно, фотоэлектрические солнечные комплекты снабжаются контроллером заряда.

Наблюдайте за вашим контроллером заряда для определения степени заряженности АБ; обычно на контроллере есть красный индикатор, который загорается, когда АБ разряжена, и зелёный индикатор, который загорается, когда АБ заряжена.

Старайтесь, чтобы зелёный индикатор горел, как можно чаще. Это повысит срок службы аккумуляторной батареи.

Никогда на подключайте нагрузку напрямую к АБ, минуя контроллер заряда, для того, чтобы получить «последнюю порцию» энергии от батареи. Этим вы можете вывести вашу АБ из строя.

Поддерживающая конструкция

Важной частью солнечной фотоэлектрической системы является поддерживающая конструкция для солнечных панелей.

Поддерживающая конструкция обеспечивает правильный угол наклона панелей, а также, необходимую жёсткость конструкции.

Комбинация поддерживающей конструкции с солнечными модулями должна выдерживать порывы ветра и другие воздействия окружающей среды.

Имеется большое разнообразие конструкций -- от самодельных до промышленно изготавливаемых для больших фотоэлектрических систем.

Поддерживающая конструкция может быть изготовлена из металла или синтетического материала.

Есть несколько типов поддерживающих конструкций, в зависимости от того, где устанавливается фотоэлектрическая система.

Для соединённых с сетью систем, это может быть плоская или с малым наклоном крышная конструкция, или конструкция для фасада здания.

Соединённые с сетью системы, также могут быть элементом конструкции здания (интегрированные солнечные системы). Для таких применений разрабатываются и изготавливаются специальные конструкции.

Интеграция со зданием стала важным аспектом для соединенных с сетью солнечных фотоэлектрических систем.

Для уменьшения стоимости системы, интеграция в здание может иметь большое значение.

Более того, интеграция в здание может быть отличным способом улучшить архитектуру здания и показать, что элементы конструкции здания также могут выполнять функцию генерации электричества

Энергоэффективные приборы