Автономное электроснабжение дома

Материал из Викиучебника — открытых книг для открытого мира

Автономное электроснабжение дома интересует многих людей, проживающих в условиях перебоев со светом или нестабильного электроснабжения (сельская местность). Прежде чем строить такую систему, нужно уяснить несколько вопросов:

  1. Какой срок автономности системы предполагается?
  2. Какова максимальная и средняя потребляемая мощность?
  3. Какое качество электроэнергии (напряжение и тип тока) допустимы?
  4. Какие допустимые массогабариты системы?
  5. Какова ликвидность компонентов системы после того как надобность в ней отпадёт?

Аккумуляторы или генераторы?[править]

Наиболее удобным и потому распространённым накопителем для автономного электроснабжения дома является аккумуляторная батарея (батареи). Смотря по требуемому качеству тока, при этом может применяться инверторный преобразователь 12->220 вольт или 24->220 вольт. Простейшим примером такой схемы является бесперебойный источник питания, имеющий встроенный аккумулятор небольшой ёмкости. Добавив к бесперебойнику внешнюю батарею большой ёмкости (провода должны быть короткими и толстыми), мы получаем готовое устройство аварийного электроснабжения.

Для длительных перебоев с электроснабжением, исчисляющихся днями, без генерирующих мощностей трудно обойтись, поскольку иначе недопустимо растёт масса, габариты и стоимость аккумуляторных накопителей энергии. Это могут быть солнечные батареи, ветряки и электрогенераторы. Однако в связи с нестабильной мощностью и временем выработки энергии солнечные элементы и ветряки применяются обычно в схемах электроснабжения дома, имеющего большую ёмкость аккумуляторов либо постоянно подключенному к электросети, балансирующей мощность. Электрогенераторы с двигателем работающем на газу, бензине, или дизтопливе являются весьма ходовым устройством аварийного электроснабжения для офисов, заправок, магазинов, но плохо подходят для городских квартир, поскольку имеют выхлоп, шумность, и потенциально пожароопасны. Следует понимать, что стоимость электроэнергии, выработанной генератором на дорогом топливе, также весьма высока.

Максимальная мощность[править]

Для электрогенераторов - написана на его корпусе, превышение исключено. Такие источники не годятся для снабжения электроплит, чайников, и подобной мощной нагрузки. Для аккумуляторов, в отличие от электрогенераторов, такая мощность значительно больше и определяется типом элементов. В случае установки инвертора, мощность ограничена именно им. Стоимость преобразователя довольно значительная в общем раскладе, к тому же инвертор потребляет ток на холостом ходу и имеет КПД не выше 85%.

Стоимость аккумуляторов и их качество[править]

Наиболее дешёвыми по соотношению цена/ёмкость являются обычно свинцово-кислотные аккумуляторы, за ними идут остальные: щелочные, литий-ионные различных типов и другие. Свинцовые батареи, однако, достаточно тяжёлые, и в автомобильном исполнении не могут работать в любом положении. Но для целей домашнего электроснабжения эти недостатки не являются критичными. Нужно помнить, что свинцово-кислотные, а в меньшей степени и другие, аккумуляторы могут иметь выбросы в виде газов и ввиду пожарной опасности должны размещаться в отдельном несгораемом корпусе с вентиляцией. Для городской квартиры таким целям оптимально подходит размещение в туалете.

Примеры оптимальных решений вопроса[править]

Питание оргтехники в городской квартире в течение нескольких часов[править]

Поскольку потребляемая мощность не превышает 500 ВА, оптимально использование источника бесперебойного питания с дополнительным автомобильным аккумулятором. Вскрываем корпус UPS, залепляем жвачкой впаянную на плате пищалку (нужно беречь свои нервы), заменяем (или дополняем) штатные провода на более толстые и длинные (поскольку аккумулятор будет внешним, длина увеличивается, и чтобы не превысить сопротивление, провод должен быть толще). Встроенный аккумулятор либо снимается, либо работает в параллель с внешним, имеющим большую ёмкость. Оптимальный вариант по финансам - приобрести старый, но ещё живой, аккумулятор в пункте приёма цветмета с последующей сдачей, когда надобность пропадёт. Надёжный, но более дорогой - покупка в автомагазине. При ёмкости внешнего аккумулятора 90 А*ч запасаемый запас энергии после инвертора приблизится к 800 Вт*ч, что даст 5-6 ч работы обычного или 2-3 ч игрового компьютера.

Питание одной или нескольких квартир[править]

В случае, если такая потребность в электроснабжении возникает регулярно (веерные отключения), подумайте о разделении затрат с соседями. Купив в складчину более мощный инвертор или бесперебойник с мощным аккумулятором (190 А*ч или более), мы можем разместить его в ящике в квартирном коридоре. Надо понимать, что и в этом случае питание нагревательных приборов будет затруднено, поскольку легко выйти за пределы мощности аппаратуры. Так что это вариант для хорошей дисциплины использования. Провода питания к каждой квартире придётся снабдить автоматом защиты по току.

Альтернативный вариант