Резервное питание дома на аккумуляторах
В этом посте мы покажем примеры реализации резервного питания дома по одной фазе из трех. Часто это наиболее оптимальное решение с точки зрения бюджета: мы собираем в одну группу всю самую ответственную нагрузку в доме: систему отопления и водоснабжения, частичное освещение, холодильники, охранную систему и видеонаблюдение, роутер, некоторые розеточные группы.
Подобная схема позволяет исключить мощную нагрузку (электродуховки, стиральные и сушильные машины, электрические бойлеры и теплые полы и т.п.), что в свою очередь позволяет заметно увеличить время автономной работы или сэкономить на количестве и емкости аккумуляторных батарей.
Пример 1: инвертор на резервную фазу
Основной ввод в дом нашего клиента был сделан бронированным кабелем с прокладкой в земле, затем через подпол кабель заходил в главный распределительный электрощит на первом этаже. Следуя пожеланиям минимизировать вмешательство в интерьер, мы приняли решение осуществить подключение напрямую через “врезку” в этот кабель и прокладку нашей силовой линии до инвертора через подпольное пространство.
В результате инвертор с аккумуляторами был установлен в бойлерной:
Инвертор Bineos 5KF и 4 АКБ по 200Ач
В состав системы у нас вошли:
- Инвертор Bineos 5KF номинальной мощностью до 5 кВт, пиковая – 10 кВт.
- Щит ИБП с автоматом ввода резервной фазы, автоматами входа и выхода инвертора, ручной байпас
- Аккумуляторы по 200Ач MNB MM 200-12 – 4шт.
- Усиленный сборный стеллаж (д*ш*в: 50*60*100)
Наш ИБП питает одну фазу в доме, на которую мы собрали всю самую ответственную нагрузку, включая напольный газовый котел De Dietrich. Расчетное время автономной работы на средней длительной нагрузке 800Вт составит более 9 часов. Отметим, что инвертор также защищает вашу технику от резких скачков напряжения и ЭМИ.
Цена проекта с монтажными работами и всеми материалами:
В случае, если место ограничено, можно установить узкий стеллаж и компактно разместить систему на нём:
Размещение на узком стеллаже
Тут дополнительно обращу внимание на GSM-модуль Эктоконтрол, который у нас выполняет роль оповещения об отключениях электричества до инвертора, а также сообщит о том, что аккумуляторы сели. По-мимо этого, мы установили беспроводной температурный датчик, что позволило нам реализовать управление газовым котлом про определенной программе:
GSM-модуль для оповещения об отключениях электричества и управления системой отопления
Пример 2: инвертор и стабилизатор напряжения на основную резервную фазу
В проекте электрики загородного дома нашего заказчика была предусмотрена группа потребителей, которая должна иметь гарантированное и качественное электропитание. Для монтажа оборудования по нашему ТЗ уже была проложена силовая линия. Выбор был сделан в пользу комбинированной системы резервного электропитания: инвертор+стабилизатор напряжения:
Инвертор МАП Энергия PRO 6.0/48 и стабилизатор напряжения
- Энерготех Prime 9000 – высокоточный электронный стабилизатор напряжения, корректно работающий даже с оборудованием, имеющим высокие пусковые токи
- Инвертор МАП Энергия PRO 6.0/48 – ИБП off-line типа с временем переключения на работу от АКБ за 10мс.
- Аккумуляторы Delta DTM 12200L
- Усиленный сборный стеллаж (д*ш*в: 50*60*200)
Самый важный электропотребитель в нашем проекте – напольный газовый котел Buderus Logano.
Экран нашего инвертора отображает нагрузку – 400Вт, а при такой мощности наш батарейный банк совокупной емкостью 800Ач обеспечит время автономной работы более 21 часа.
Инвертор МАП Энергия PRO 6.0/48
Стоимость решения с установкой:
Часто, распределительный электрощит находится в прихожей, в этом случае инвертор с аккумуляторами можно расположить прям внутри встроенного шкафа:
Пример 3: ИБП on-line типа
Клиент обратился с проблемой: в загородном коттедже постоянно моргают лампы освещения и периодически полностью пропадает напряжение. Условно причины подобного некачественного электропитания можно разделить на два вида – внешние и внутренние. К внешним можно отнести:
- Старая и нестабильно работающая трансформаторная подстанция
- Перегрузка, износ и аварийное состояние внешней питающей электросети
- Помехи и наводки от работы промышленного электрооборудования или сварки
- Сильный перекос по фазам
- Малое сечение вводного кабеля
- Плохой контакт нулевого проводника, неправильный режим нейтрали
- Плохой контакт фазных проводников
- Некачественные материалы и электромонтажные работы
- Неисправная бытовая техника.
В результате диагностического выезда, наш инженер сделал заключение о внешнем характере проблем с напряжением и в этом случае самое оптимальное решение – ИБП двойного преобразования (on-line типа) с внешними аккумуляторными батареями. На вводе у нашего заказчика стоит автомат ABB S203 C40 мощностью 40А, в связи с этим мы подобрали мощность бесперебойника для фазы с гарантированным питанием – 10кВА (9кВт).
On-line ИБП на 10кВа
- Однофазный ИБП on-line типа Lanches L900II-H 10kVa
- Аккумуляторы типа AGM – Восток PRO СК-12100
- Усиленный сборный стеллаж (д*ш*в: 50*60*200)
Наш батарейный банк запасает приблизительно 16кВт/ч, т.е. при постоянной длительной средней нагрузке в 1кВт время автономной работы составит более 16 часов. Экран источника отображает значения входного и выходного напряжения, мощность нагрузки в ВА и Вт, напряжение на шине постоянного тока, режим работы. Для удобства восприятия на экране в виде шкалы отображаются уровень текущей нагрузки и степень заряда АКБ:
Цена проекта для частного дома с монтажными работами:
Ещё один пример установки ИБП для дома на одну фазу on-line типа:
При плохой питающей сети лучше установить ИБП on-line типа с очень качественной стабилизацией напряжения
- Подробнее разобраться в вопросе выбора типа источника бесперебойного питания поможет наша статья: ИБП On-line VS Инвертор
- Типовые решения: ИБП для дома
- Другие примеры работы
- Трехфазные ИБП для всего дома
Источник
Установка системы резервного питания.
Запись дневника создана пользователем Андрей-АА, 14.02.18
Просмотров: 2.170, Комментариев: 2
Эта статья была написана мной в 2010 году.
Здесь описано, как она была рассчитана.
Система резервного (аварийного) питания состоит из инвертора с зарядным устройством «Tripp Lite APSX3024SW» и 4 шт. аккумуляторы Leoch DJM12-150 (12В х 150Ач). Выбрал, купил, довез, донес, поставил, собрал, запустил, работает.
О схеме сети:
1. Свой ранее купленный стабилизатор Лидер на 3кВА установил перед инвертором. Не уверен, правда, в его необходимости, т. к. инвертор отслеживает сетевое напряжение 230В с точностью +-10% при превышении и +-20% при понижении напряжения сети. Впрочем, времена меняются, и если в сети будет, скажем 125В
, то у меня (судя по расчетам) все будет работать от сети.
2. В доме развел и подключил несколько дополнительных розеток, заведенных в обход системы резервного питания — для аэрогриля, утюга, фена, пылесоса, мощного электроинструмента, наружу — для газонокосилки и прочих мощных нагрузок. Фактически это — вторая сеть, но — только из розеток и совсем небольшая. Это позволило значительно снизить необходимую мощность и стоимость системы. Такая возможность, думаю, есть у всех, потому что при отключении питания без названных устройств вполне можно обойтись несколько часов. А если очень надо — некоторые из них можно без ущерба для аккумуляторов включить через систему минут до пяти (чайник, фен, аэрогриль на разогрев, ручной электроинструмент). Причем, на всякий случай, я отставил в доме только маломощные чайник и утюг (на 1 киловатт).
3. Возможно часть нагрузок, со временем, рассинхронизирую по времени (с помощью «приоритетных» реле). Например, 900 Вт-ный скважинный насос с плавным пуском и холодильник. А может и не буду, просто куплю холодильник А+ и будет нормально.
4. Все лампочки энергосберегающие.
Проверки работы системы резервного (аварийного) питания:
1. Нагрузил на 10 минут на 2,5-3 кВт (отключив внешнее питание) — вроде пашет нормально.
Дольше пока экспериментировать не стал. У меня таких нагрузок на систему аварийного питания не предусмотрено.
2. Случайно проверил 3 раза на короткое замыкание — все нормально. Но, наверное, надо проверить хотя бы разок по-полной.
3. Провел проверочку своего Tripp Lite на запуск энергосберегающих ламп (все — спирального вида, средняя мощность маленьких ватт 17, наверное):
А. Выключил всю нагрузку.
Б. Включил только энергосберегайки — 22шт.*17Вт+75Вт (уличное освещение) =450Вт.
Пусковой ток, естественно, не известен.
В. Отключал 3 раза сеть. Переход на аккумуляторы все три раз проходил нормально, почти без проблем.
Г. Про «почти без проблем» — потом проверил, это не связано с энергосберегайками, а, видимо, свойство инвертора (или моего экземпляра):
Когда сеть опять включал, то инвертор в течение примерно 25 секунд еще работал от аккумуляторов (это — нормально, без вопросов).
Но! В эти 25 секунд происходит некоторое мигание всех лампочек, включая лампы накаливания, а также странное, но негромкое дребезжание холодильника.
Запросил поставщика — говорит модуляция напряжения амплитудой 3 вольта.
Думаю, все-таки, что у меня больше 3-х Вольт. Однако, если нагрузить инвертор побольше (1КВт), то мерцание исчезает.
Как сделать оповещение, что отключилось питание и что пора немного экономить (через 2 года перестал за этим следить — нет надобности
).
У меня 4 индикатора:
1. СМС оповещение охранно-пожарной системы.
2. На инверторе загорается желтый светодиод.
3. Гаснет дисплейчик на стабилизаторе напряжения, стоящем до инвертора.
4. На второй сети розеток в «ключевых» местах включены яркие ночнички, погасание которых говорит о пропадании сети.
Нюансы систем резервного питания:
1. У инвертора есть 3 режима вентиляторов — выключены, очень тихий и очень громкий. Тихого не слышно, а громкий хоть и мешает жить, но крайне редко (если не отключалась сеть). Правда, на веранде мы «не живем», а в других местах его не слышно.
2. «Увидел» у инвертора все три его стадии заряда аккумуляторов: первая — током при заметно разряженных аккумуляторов — по мере заряда напряжение плавно росло до 28,2В; вторая — завершающая стадия заряда напряжением ровно 28,2В и третья — поддерживающий заряд напряжением 27,2В.
3. Инвертор в режиме поддержки заряда иногда (крайне редко) переключается в режим 28,2 В, при этом, еще реже запуская громкую вентиляцию буквально на считанные минуты. Это происходит в том числе (а может быть — только) при импульсных перепадах в сети, например, от включения мощных нагрузок.
Позже переключил 12-ый переключатель в нижнее положение, т.к. для AGM аккумуляторов 14,1В на один аккумулятор мало, а 14,4 (в нижнем положении 12-го переключателя) — самое оно.
4. Каждый аккумулятор весит по 48кг., не без труда все это таскал (не мальчик уже), поэтому порадовался, что не взял 200Ач (66кг).
5. У инвертора на дне есть 4 фигурных отверстия для подвески его на стену. Так вот, когда слегка перетаскивал включенный агрегат, то палец попал в эту дыру, а оттуда — долбануло током
.
6. Аккумуляторы поставил друг на друга через деревянные рейки, при этом отверстия для выпуска газа остались свободными, вентиляция тоже есть, а корпуса аккумуляторов держат даже мой вес.
Разница температур у этажей аккумуляторов — один градус. Раз в 1-3 года буду проводить ревизию и пересоединять при необходимости батареи — для одинакового напряжения (ЭДС) в параллельных цепочках.
7. К сведению — напряжение отключения аккумуляторов от инвертора 21В (со слов поставщика), сигнал на запуск генератора подается при 23В (по документации).
8. Для длительной эксплуатации аккумуляторов важна температура хранения аккумуляторов желательно не выше +20оС. Я поставил их под лестницу, в шкафчик с дверцами. Весь шкаф затеплоизолировал. В жару там было не более 23оС, ранней зимой — 0-5оС, в морозы — до минус 5оС при частых приездах по выходным.
Стоимость (на 2010 год):
ТриппЛайт — 43тр, аккумуляторы — 4х9тр=36тр, провод 25кв.мм 7м. и клеммы — 700р. Итого — 80тр. не считая стоимости работы квалифицированного электрика (я, естественно, сам монтировал).
На эту тему можно почитать еще это:
Выбор структуры системы резервного питания
Добавлю сюда ответ на проблему одного форумчанина:
1. Последовательно соединенные аккумуляторы со временем «расползаются» по напряжению, что приводит к преждевременному выходу из строя самого «слабого» из них, а это, в свою очередь, выведет из эксплуатации всю батарею (24 Вольт, 48 Вольт и т. д.).
Поэтому, для маломощных нагрузок (и даже — средне-мощных) типа котлов нужно брать ИБП на 12 Вольт. Также их можно соединять в параллель. А если уже берете на 24В, то ставьте балансир.
Хотя бы, какой я себе сделал: Простой балансир для 24 В батареи аккумуляторов.
Или покупайте, там внизу написано какие.
2. Если нет балансиров, то надо периодически проверять разбаланс вручную на разных напряжениях и уровнях разряда и делать соотв. выводы. А вывод получается только один — балансиры нужно ставить сразу, на новые АкБ. На не новые тоже можно, но эффект будет меньшим, т. к. самая слабая АкБ уже подсдохла.
3. АкБ сильно любят прохладу. У меня стоят в теплоизолированном шкафчике под лестницей, там всегда прохладней, особенно зимой. Моим Леочам — 8 лет. Пока живы, но точных измерений не проводил, хотя ясно, что они более менее сбалансированы и емкость ну никак не меньше 50%.
4. У меня — 4 АкБ: 2 группы по 24 вольта в параллель. Последние примерно 4 года я каждый месяц менял местами эти группы (одна группа отдыхала). А вместе они работали, а заодно и балансировались примерно раз в квартал или когда долго не было сети. Делал я это двумя автоматами (один включил, другой выключил). Живу на даче года 4.
Раньше у меня балансиров не было, следил сам изредка.
Сейчас, когда АкБ немного разбалансировались оба автомата всегда включены и среднюю точку объединил, т. е. все 4 АкБ запараллелены с какой-то другой АкБ. Это — для самобалансировки по горизонтали. Для балансировке по вертикали я недавно поставил балансир (по ссылке выше), уже пора, т. к. тянуть дальше — лишиться АкБ. Балансир работает, баланс улучшается.
Еще раз: если Вы — не специалист, то балансиры надо ставить с самого начала работы АкБ!
12.09.2011. Прошел год. Все отлично, полет нормальный.
01.11.2012. Прошло 2 года. Все нормально.
10.10.2013. Прошло 3 года. Все нормально.
29.01.2016. Прошло 6 лет. Все нормально.
01.11.2017. Прошло 7 лет. Все нормально.
29.09.2018. Прошло 8 лет. Почти все нормально. Немного разбалансировались группы АкБ. Добавил в систему Простой балансир для 24 В батареи аккумуляторов.
см. чуть выше радел «Добавлю сюда ответ на проблему одного форумчанина:»
18.02.19г. Прошло 8,5 лет. Система работает. Сделал контрольно-тренировочный цикл (КТЦ) для аккумуляторов. Результат: их ёмкость составляет 74% от номинала.
А с ними — экономически не выгодная.
Андрей-АА, 23.12.12 Правка Пожаловаться
Цитировать #
Serj сказал(а) «спасибо» за это.
Здравствуйте! Подскажите пожалуйста:
1). Я правильно понимаю, что переключение на резервное питание и обратно в вашей схеме происходит автоматически и это фунция самого инвертора?
2). Не понял как подключены аккумуляторы к инвертору: 2-а последовательно и еще 2-а последовательно, и эти пары в параллель?
3). «Раз в 1-3 года буду переставлять этажи местами» — это зачем?
4). В данном инверторе предусмотрен отдельный вход от бензинового генератора/ВГ/СБ? В каких моделях это предусмотрено?
Я тоже буду делать отдельные розетки и освещение от СРП, благодарю вас за отчет.
Сейчас посмотрел на сайте (http://www.tripplite.com/ru/products/model.cfm?txtSeriesID=1045&txtModelID=4174) описание инвертора Tripp Lite APSX3024SW и вот что смутило:
1). «При питании от сети или генератора система передает синусоидальное напряжение к подключенному оборудованию и выполняет зарядку батарей.»
2). «В режимах преобразователя и ИБП на выход подается переменное напряжение со ступенчатой аппроксимацией синусоиды.»
Получается данный преобразователь не выдает «чистой» синусоиды.
Dani, 15.01.13Пожаловаться
+–СпасибоЦитировать#
Здравствуйте!
1. Да.
2. Да.
3. Скорее так: раз в 3 года буду проводить ревизию и пересоединять при необходимости батареи — для одинакового напряжения (ЭДС) в параллельных цепочках. Исправил, спасибо.
4. Нету. Нужна доп. умная система АВР.
По Трипплайту: синус там.
Ступенчатая аппроксимацию может быть и с 3-мя ступенями и с 1024-мя и более.
Андрей-АА, 15.01.13 Правка Пожаловаться
Serj и Dani сказали «спасибо» за это.10.10.2013.
Прошло 3 года. Все нормально. Переключил 12-ый переключатель в нижнее положение, т.к. для АГМ АКБ 14,1В на одну АКБ — мало, а 14,4 (в нижнем положении 12-го переключателя) — самое оно. Андрей-АА, 10.10.13ПравкаПожаловаться
Serj сказал(а) «спасибо» за это.
Имело ли смысл брать не обычные аккумы с жидким электролитом?
NIIIKita, 01.05.15Пожаловаться
+–СпасибоЦитировать#
- Дела — нормально, как и 5 лет назад
. Без проблем.
Про жидкий. Тогда в доме бы их не поставил, или городить для них вентиляцию свою. И обслуживать.
Андрей-АА, 02.05.15ПравкаПожаловаться
Цитировать#
usergey и Serj сказали «спасибо» за это.- Андрей-АА сказал(а): ↑
Тогда в доме бы не их поставил, или городить для них вентиляцию свою. И обслуживать.
Да, это точно. У нас в серверной когда активная фаза присутствует запашок
Serj, 02.05.15Пожаловаться
+–Отменить спасибоЦитировать#
Сказали «спасибо» Вы и usergey.
- Андрей-АА сказал(а): ↑
Фаинаххх, 27.09.15Пожаловаться
+–СпасибоЦитировать#
- Здравствуйте!
Ответил в переписке.
Андрей-АА, 27.09.15ПравкаПожаловаться
Цитировать#
Почитал я про систему БП с инвертором и АКБ, вдохновился высокими потребительскими свойствами, погоревал по поводу дороговизны, уже стал прикидывать, где можно разместить АКБ и на какую мощность расчитывать. И вдруг понял, что мне эта система, возможно, не очень-то подходит. Если не ошибаюсь, все АКБ (ну, кроме никель-кадмиевых, но у них другие недостатки) плохо работают при низких температурах, быстрее выходят из строя. А у меня дача не с постоянным зимним проживанием, выбираюсь туда зимой на новогодние каникулы, ну еще пару-тройку раз. Получается, что мне либо надо всю зиму отапливать дом, или смириться с тем, что ресурс АКБ (и, соответсвенно, стоимость эксплуатации) возрастает как бы не трехкратно. В любом случае попадание на деньги.
Собственно, вопрос (простите за долгую преамбулу). Существуют ли АКБ (понятно, годные по другим параметрам — стоимость, КПД, количество циклов заряд/разряд, емкость etc.), не теряющие эксплуатационных качеств при длительном холодном хранении?
Извините за многабукф и заранее признателен за ответ.
SakeV, 06.10.15Пожаловаться
+–СпасибоЦитировать#
Конкретно надо смотреть документацию на АкБ.
А вообще, есть спец. тема по этому вопросу:
АКБ для резервного и автономного питания — 3. Выбор, нюансы, теория и практика.
Андрей-АА, 06.10.15ПравкаПожаловаться
Serj и SakeV сказали «спасибо» за это.
- Но кстати и саморазряд снижается тоже.
Serj, 08.10.15Пожаловаться
+–Отменить спасибо
Вы сказали «спасибо» за это.
ovk1966, 20.10.15Пожаловаться
+–СпасибоЦитировать#
- Извиняюсь, не заметил Вашего сообщения. Да, это для ТриппЛайта — норма.
Андрей-АА, 29.01.16ПравкаПожаловаться
dbbburn, 01.09.17Пожаловаться
+–Спасибо
- Все нормальные, серьезные инверторы это делают сами.
Андрей-АА, 01.09.17ПравкаПожаловаться
+1Цитировать#
Serj сказал(а) «спасибо» за это.
Пока не отключают, но мало ли.
Спасибо.
Mimoprohodil, 16.09.17Пожаловаться
+–СпасибоЦитировать#
- Я бы поставил СРП от 300-500Вт и АкБ от 100Ач.
Андрей-АА, 16.09.17ПравкаПожаловаться
Источник