Как обеспечивается непрерывность энергоснабжения в проектах электрики квартир и домов

Ключевое отличие современных электропроектов от их аналогов из прошлого века заключается в высоком уровне интеграции с электронной автоматикой, работа которой зависит от стабильного электропитания. Поэтому резервное электроснабжение сегодня - не просто роскошь и особенность дорогих проектов, а необходимость, востребованная практически повсеместно.

Также важно учитывать, что резервные источники электроснабжения используются не только для создания должного уровня комфорта, но и для питания цепей критического характера (модули управления газовыми котлами, автоматика систем пожаротушения и охраны и др.).

Когда и зачем применяется

Несмотря на то, что электропроводка в жилых квартирах и домах относится к 3 категории надёжности, нынешние понятия о комфорте и безопасности предполагают наличие бесперебойных источников электроэнергии для управляющей автоматики и базовых узлов систем жизнеобеспечения.

Система аварийного энергоснабжения разрабатывается исходя из следующей классификации вероятных отключений внешнего питания:

  • импульсные отключения, связанные с колебанием уровня напряжения (не более нескольких минут);
  • кратковременные сбои, связанные с рабочими или аварийными переключениями на питающих подстанциях (до 12 часов);
  • среднесрочные отключения, возникающие вследствие серьёзных аварий, устранение которых происходит в течение суток или нескольких дней;
  • длительные отключения, возникающие после стихийных бедствий, климатических осложнений (непрерывные снегопады, ледяные дожди) или из-за крупномасштабных повреждений линий электропередач.

В условиях тотального старения российской сети электроснабжения все типы отключений уже давно не редкость и являются серьёзной проблемой не только в загородных домах, но и во многих городских районах.

Методов решения данной проблемы, в общем случае, два: создание резервной линии подключения к внешним источникам и установка автономного генератора энергии.

Система аварийного энергоснабжения

Резервные линии питания выделяются только для объектов 1 и 2 категории надёжности, поэтому для жилых домов и квартир бесперебойное питание дома может быть организовано только в виде автономных источников.

Необходимо отметить, что добавление в проект дома установок для резервного электроснабжения – весьма дорогая опция, поэтому подобные решения практикуются  для жилых объектов премиум-класса. Но даже в этом случае резервное электроснабжение стараются разрабатывать для поддержания работоспособности ограниченного количества цепей и устройств:

  • аварийное освещение;
  • модули управления отопительными котлами, насосами автономного водоснабжения, системой пожаротушения и охранной сигнализации;
  • холодильные и морозильные установки;
  • контроллеры тёплых полов и водяных систем антиобледенения.
Важно учитывать, что практически все существующие системы автономного электроснабжения дома требуют сопряжения с архитектурным проектом, поэтому решение об их установке следует принимать на этапе общего проектирования дома.

Виды резервных систем электропитания

Среди большого количества автономных систем для электроснабжения объектов можно выделить две основные категории:

  1. Аварийные (активируемые только при возникновении аварий).
  2. Постоянно работающие.

Второй вариант используется в тех случаях, когда резервная система электроснабжения предназначена не только для бесперебойного питания во время отключений, но и для снижения общего энергопотребления.

Солнечные панели

Данная концепция давно и успешно эксплуатируется в Европе (системы «Умный дом»), где подобным образом покрывается до 30% общего энергопотребления дома. Автономные источники для подобных проектов используют следующие виды энергии:

  • солнечное излучение видимого спектра (классические фотоэлектрические солнечные батареи);
  • тепловое солнечное излучение (гидравлические термоэлектрические преобразователи);
  • энергия ветра;
  • гравитация (небольшие гидроэлектростанции);
  • энергия морских волн.
Бензиновый генератор и АКБ

К установкам, используемым только при аварийных отключениях, относятся более прозаичные технические решения:

  • бензиновые и дизельные электрогенераторы;
  • газовые автономные генераторы;
  • аккумуляторные накопители с инверторами.

Отдельно отметим, что из всех перечисленных вариантов наиболее универсальным является аккумуляторно-инверторный блок, который может быть как самостоятельным вариантом установки для бесперебойного питания, так и входить в состав других технических решений.

Бензиновые генераторы

Для нивелирования последствий краткосрочных отключений электроэнергии (до 12 часов) удобно использовать бензиновые генераторы. Из всех видов автономных источников электроэнергии они наиболее просты по конструкции и по технологии эксплуатации.

В зависимости от мощности такие установки потребляют от 1.8 до 2.3 литров бензина в час.

Бензиновый генератор

Проект резервного электроснабжения с использованием бензиновых генераторов не требует дополнительных согласований и может быть реализован собственными силами.

При установке таких устройств внутри помещений необходимо предусмотреть вентиляционный канал для отвода выхлопных газов и звукоизоляцию.

Необходимо отметить, что оборудование специальных помещений необязательно, так как конструкция большинства бензиновых электрогенераторов допускает их «выкатывание» на рабочую площадку вне дома и подключение к основной сети через специальный коммутатор.

Важно учитывать, что практически все бензогенераторы реализованы на базе четырёхтактных ДВС с воздушным охлаждением, что существенно ограничивает время непрерывной работы. Длительность технологического перерыва для таких установок должна быть не менее 2 часов.

Учитывая относительно невысокую цену, компактность и высокую автономность, бензиновые мини электростанции являются наиболее оптимальным решением для частного дома.

Дизельные автономные электрогенераторы

Дизельный генератор

Для компенсации последствий среднесрочных и длительных отключений более подходят дизельные установки, обладающие более высоким моторесурсом и допускающие эксплуатацию в непрерывном режиме.

При создании резерва питания на базе ДЭС (дизельных электростанций) для их установки понадобится отдельное помещение с принудительной вентиляцией, обшитое изнутри звукоизолирующими плитами, так как отличительной особенностью дизельных двигателей является повышенный шум.

В сравнении с бензиновыми резервными системами, дизельные установки более дорогие (на 25-45%), но обладают вдвое большим моторесурсом. Стоимость дизельного топлива на 10-15% меньше бензина при одинаковом расходе.

Учитывая вышесказанное, ДЭС более предпочтительны там, где крайне важен длительный период непрерывной работы (например, на объектах общественного питания в курортной зоне или в качестве резервного источника питания для серверных помещений).

Газовые генераторы

Наиболее «экономным» вариантом резервного электроснабжения будет установка газового генератора. Затраты на генерацию одного киловатт/часа электроэнергии в данном случае составят примерно 0.45 м3 газа.

Газовый генератор

В качестве топлива может использовать как пропан-бутан в баллонах, так и природный газ из стационарной магистрали.

Но следует отметить, что схема подключения резервного источника питания данного типа будет на порядок сложнее, поскольку требует использования АВР и дополнительных согласований с газовыми службами.

Монтаж газовых генераторов производят, как правило, на внешних площадках, расположенных в пределах приусадебной площадки. Отдельное помещение и дополнительная звукоизоляция не обязательны, поскольку большинство рыночных моделей газовых генераторов имеют погодозащищённое исполнение и работают с минимальным уровнем шума.

Подключение газовой энергетической установки, питаемой из баллонов, может быть произведено без привлечения газовых служб, но для подключения к магистральной линии природного газа понадобится серьёзная доработка всего проекта дома (в плане газовой инфраструктуры).

Аккумуляторные инверторные комплексы

Бытовой вариант инвертора с аккумуляторами

Очевидно, что перечисленные выше варианты применимы только для частных домовладений. Решить задачу по резервированию электроснабжения в квартирах можно только с помощью бесперебойных источников питания, построенных на базе аккумуляторных батарей (далее АКБ) и инвертора.

Данная система хорошо масштабируется  и при полной комплектации может снабжать электроэнергией квартиру или дачный дом в течение суток.

Сразу оговоримся, что инверторно-аккумуляторные системы применяются не только в квартирах, но и в рамках любой иной резервной сети электропитания.

Накопление энергии осуществляется в АКБ, количество аккумуляторов в которых рассчитывается исходя из требуемых задач резервирования. Преобразование низковольтного напряжения в 220 вольт домашней сети происходит в инверторах.

Обратите внимание, что использование автомобильных аккумуляторов для бытовых систем бесперебойного питания нежелательно из-за необходимости обустройства специального помещения с принудительной вентиляцией.
Автономный бесперебойник

Для резервирования электропитания для устройств небольшой мощности (компьютера, бытовые контроллеры, системы связи) можно использовать автономные бесперебойники, продаваемые в виде отдельных устройств.

Наиболее ходовой диапазон резервирования с помощью таких устройств - от 250 Вт до 1.5 кВт, но есть промышленные модели, обеспечивающие подачу питания с мощностями до 8 кВт в течение 5-6 часов при полной нагрузке.

При использовании автономных модулей никаких изменений в проект электрики вносить не надо – их подключение производится как промежуточный узел между электросетью и защищаемым устройством.

Особенности сопряжения с основным электропроектом

При разработке проектов электрики с использованием резервных источников питания следует учитывать следующие особенности:

  • для предотвращения накрутки счётчиков электроэнергии током из резервного канала желательно устанавливать дополнительный коммутатор, отсекающий учётные приборы при работе в аварийном режиме;
  • на однолинейной схеме должны быть обозначены все режимы работы внутренней электросети, включая аварийные;
  • мощность резервного источника следует рассчитывать с учётом того, что при включении индуктивных нагрузок (холодильники, компрессоры и т.д.) возникает импульс на 25-30% превышающий расчётную мощность потребления.

Управление стационарными электрогенераторами желательно осуществлять с помощью устройств для автоматического ввода резерва (АВР). Современные версии подобных систем самостоятельно детектируют аварийные ситуации и допускают программирование сложных командных последовательностей, необходимых для запуска генератора.

При подключении АВР следует учитывать, что управление резервом может происходить в нескольких режимах:

  • с автоматическим восстановлением рабочей коммутации после подачи питания;
  • без восстановления (переключение в рабочий режим осуществляется вручную).

В завершение обзора отметим, что разработку резервируемой электросети рекомендуется поручать инженерам с большим опытом практической работы, поскольку в данном случае необходимо правильно спрогнозировать поведение её элементов в переходных режимах.

Особенно это актуально для проектов электрики с автономным питанием на солнечных батареях, где общая эффективность системы напрямую зависит от точности согласования всех элементов.

Компания «Мега.ру» принимает заказы на разработку проектов электрики для квартир и загородных домов, в том числе и с подключением резервных источников электропитания. Уточнить условия сотрудничества, а также сроки и стоимость разработки можно по телефонам, опубликованным в разделе «Контакты».

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: