Что такое резервное питание?
Резервное электроснабжение – это система, которая состоит из одного или нескольких вспомогательных (запасных) источников питания. Она работает автономно и предназначена для выработки электроэнергии и её гарантированной передачи потребителям в случае отказа/пропадания основного источника.
Резервное электроснабжение в основном требуется для техники, без которой трудно обойтись, например, отопительного оборудования (энергозависимый котел и циркуляционные насосы), холодильника, водяного насоса, освещения или системы безопасности. В некоторых случаях такая система устанавливается на весь объем электротехники на объекте. В бытовой сфере для решения этой задачи применяются бензиновые и дизельные генераторные установки, ИБП (источники бесперебойного питания), инверторы и портативные зарядные станции. Каждый источник рассчитан на автономное снабжение на определенное время – от нескольких минут до более суток.
В зависимости от того, как организована система, переход на резерв выполняется бесперебойно автоматически или вручную и с некоторой задержкой по времени, необходимой для запуска вспомогательного источника.
В каких случаях требуется?
Резервное электропитание – это оптимальный способ сохранить или продлить электроснабжение потребителей на необходимое время. Однако такая система требуется не всегда, а лишь только в том случае, если на объекте:
- с одной стороны, присутствует электротехника, которой требуется непрерывное электропитание (газовому энергозависимому котлу отопления, холодильнику) или которой необходимо воспользоваться в период блэкаута (компьютер, телевизор, зарядное устройство для смартфона или другого гаджета);
- с другой стороны, происходят периодические перебои с электроэнергией, а оперативное возобновление её подачи невозможно, или случаются значительные скачки и просадки сети, которые вредят критически важному оборудованию.
Способы организации резервного электроснабжения
Рассмотрим основные приборы для резервного питания, которые в основном применяются в частных домах, квартирах и офисах.
Генератор
Самый распространенный вариант организации резервного электроснабжения. Выработка переменного тока у него осуществляется за счет вращения ротора двигателем при сгорании бензина, газа или дизельного топлива. Агрегат может вырабатывать трехфазный или однофазный переменный ток.
При классической схеме подключения соединяется с внутренней электропроводкой объекта в распределительном щите после вводного автомата и перед реверсивным рубильником, который переключает электрооборудование на вторую линию после того, как на основной пропадает напряжение.
Переключение и запуск бывает ручным или автоматическим, если присутствует функционал АВР (автоматический ввод резерва). Также к нему могут подключаться определённые электроприборы напрямую в розетку на его корпусе через удлинитель.
Генератор применяется для всего оборудования на объекте (модели от 5,5 кВт) или только для определенной техники (модели до 3,5 кВт), выполняя её стабильное и непрерывное питание в течение нескольких часов – в основном до 12. После продолжительного функционирования (несколько часов) ему требуется «передышка», чтобы избежать перегрева и быстрого сокращения ресурса.
Имеет высокий уровень шума и потребность в выводе отработанных газов. Поэтому устанавливается на улице под навесом или в специальном помещении с достаточной вентиляцией.
В зависимости от вида подает на электроприборы энергию разного качества. Инверторные агрегаты и модели с регулятором выходного вольтажа способны генерировать оптимальное напряжение, которое подходит даже для электрочувствительных потребителей.
Рассмотрим плюсы и минусы такого варианта.
| Минусы | Плюсы |
|
|
Портативная электростанция
Компактное портативное устройство (гибрид пауэрбанка и ИБП) с несколькими разъёмами для подключения нагрузки, внутри которого установлены преимущественно литий-ионные, литий-железо-фосфатные (LiFePO4) или литий-полимерные аккумуляторы.
Действует по такому же принципу как пауэрбанк – сначала накапливает электроэнергию (заряжается от обычной евророзетки 220/230 В), а затем передает её подключенным однофазным устройствам. Однако отличается от пауэрбанка тем, что имеет более высокую выходную мощность – в среднем до 2,5 кВт. Это позволяет подключать к станции гораздо больше потребителей по количеству и по их потреблению, например, телевизор, компьютер, холодильник и даже электроинструмент.
Подходит для критически важного и не мощного оборудования при длительном отключении электроэнергии. Например, питает несколько светодиодных светильников в течение суток или небольшой холодильник 5-6 часов.
На его выходе бывает переменное напряжение с чистым или модифицированным синусом. Заряжается от центральной электросети, от солнечных батарей, генератора или автомобильного прикуривателя. Время до полного заряда в среднем составляет от 1 до 9 часов.
Рассмотрим плюсы и минусы портативной электростанции.
| Минусы | Плюсы |
|
|
Инвертор с аккумуляторами
Это преобразователь, который превращает постоянный ток 12-48 вольт, поступающий от аккумуляторов или другого источника энергии, в переменный 220/230 вольт для обеспечения качественного электропитания подключенных приборов. Устанавливается перед электротехникой и подключается к электросети через клеммные выводы или евророзетку. Вся система функционирует следующим образом:
- инвертор подключается к сети для питания зарядного устройства (в бытовых моделях оно встроено в корпус);
- встроенное ЗУ обеспечивает заряд подключенных к инвертору аккумуляторов свинцово-кислотного типа;
- при наличии электричества в сети инвертор напрямую (режим байпаса) подает на нагрузку сигнал (дорогие модели способны выполнять коррекцию выходного вольтажа);
- когда происходит блэкаут, прибор автоматически переводит питание на накопители, а затем обратно при появлении электроэнергии.
Может подключаться к альтернативным источникам энергии (солнечным панелям или ветряным электростанциям), которые обеспечивают резервное питание техники одновременно с аккумуляторами и при этом их заряжают.
Работает в однофазной сети, подавая на электроприборы переменное напряжение с чистым или модифицированным синусом (у более дорогих моделей). Мощностной ряд (от 0,2 до 20 кВт) подходит для резервного снабжения всего объекта, только его части (например, котельной) или конкретного прибора – холодильника, освещения, телевизора или компьютера. В зависимости от подключенных внешних аккумуляторов и потребляемой мощности электротехники обеспечивает её электроснабжение до нескольких часов.
Рассмотрим плюсы и минусы этого устройства.
| Минусы | Плюсы |
|
|
ИБП
Усовершенствованный вариант по сравнению с инвертором. Это компактный прибор, у которого зарядное устройство, выпрямитель и инвертор размещены в одном корпусе. Также включают встроенные батареи или возможность подключения внешних свинцово-кислотных аккумуляторов.
Подключается к электросети таким же образом, как и инвертор. Рассчитан на электроснабжение однофазного или трехфазного оборудования. Время автономии длится от нескольких минут до нескольких часов. Это зависит от потребляемой мощности электротехники и ёмкости подключенных батарей.
ИБП разделяются на три типа – резервные (offline), линейно-интерактивные (line-interactive) и двойного преобразования (online). Рассмотрим их особенности подробнее.
| Тип ИБП | Особенности |
| Offline |
Питает оборудование напряжением напрямую от сети так же, как и инвертор, заряжая батареи. При наступлении блэкаута или выходе вольтажа за допустимый диапазон переключает на них нагрузку. Однако не обеспечивает безразрывное переключение. Поэтому в электропитании возникает кратковременный обрыв. Не стабилизируют входной сигнал, а при автономной работе подают несинусоидальное напряжение. В основном применяется совместно с нетребовательной к качеству питания компьютерной техникой. Например, для корректного завершения её работы, когда электричество пропало в розетках. |
| Line-interactive | Питает электротехнику скорректированным напряжением за счет наличия встроенного трансформатора. При пропадании сигнала автоматически переключается на батареи. Не все модели способны обеспечить безразрывную смену режимов. У большинства изделий при функционировании от аккумуляторов возникает несинусоидальная форма выходного сигнала. |
| Online |
Самый совершенный тип. Подходит для любого электрооборудования. Выполняет непрерывную конвертацию электроэнергии – из переменного напряжения в постоянное, а затем с нова в переменное, но уже с высокими показателями. Это позволяет мгновенно переключаться на накопители при наступлении блэкаута. Функционирует в широком диапазоне входного вольтажа (в среднем 90-300 В) без перехода в автономный режим. При этом на выходе сигнал всегда имеет высокую точность и идеальную синусоидальную форму. |
В зависимости от типа бытовой ИБП имеет выходную мощность от 0,2 до 20 кВт. Этого достаточно, чтобы создать надёжную систему резервного электропитания для одного потребителя или всей техники.
В основном применяется для организации нескольких вариантов резервного электроснабжения потребителей:
- на период блэкаута, который длится несколько минут или часов;
- до корректного завершения работы нагрузки, например, компьютера или электродвигателя;
- до запуска дополнительного источника питания (генератора) и для обеспечения безразрывного перехода на него.
Рассмотрим плюсы и минусы онлайн ИБП.
| Минусы | Плюсы |
|
|