Системы резервного электропитания — применение и варианты исполнения

Одно из стандартных решений при возникновении задачи обеспечения резервного электропитания любого объекта — это установка дизельной электростанции.

Что делать, если на объекте такая установка невозможна: отсутствует площадка, нет места для установки и т.д.?

Существует решение — установка инверторной системы резервного электропитания. В ней два основных компонента. Первый — инвертор, второй — комплект аккумуляторных батарей. Инвертор, или преобразователь, обеспечивает потребителей электропитанием, вырабатываемым за счет энергии аккумуляторных батарей (АКБ).

В состав инвертора входит коммутатор режимов работы от сети или от АКБ. При этом переключение на работу от АКБ происходит при пропадании основного электроснабжения. Кроме того, такое устройство может содержать встроенное зарядное устройство, следящее за состоянием батарей и обеспечивающее заряд АКБ при наличии внешнего электроснабжения.

Возможное применение систем резервного электропитания для потребителей:

• системы охраны и видеонаблюдения различных объектов;
• системы автоматики отопления различных объектов, включая циркуляционные насосы;
• узловые точки провайдеров домашних сетей — интернета и кабельного телевидения;
• передвижные мобильные лаборатории, комплексы различного назначения, требующие наличия бортовой сети 220 В для электропитания оборудования;
• различные потребители, требующие резервного электропитания при долговременных сбоях в основной сети электроснабжения.

Инверторные системы автономны и работают в автоматическом режиме. Интервалы между периодическими обслуживаниями могут быть достаточно длительными с минимально возможными затратами.

Преимущества установки инверторной системы 1–16 кВт в помещении в сравнении с Дизельной Электростанцией (ДЭС) той же мощности 1 – 16 кВт с системой автоматики и подогрева двигателя:

• меньшая стоимость оборудования, отсутствие нужды в работах по организации приточно-вытяжной вентиляции и системы отвода выхлопных газов;
• отсутствие затрат на шумоизоляцию (уровень шума вентиляторов инвертора, щита IP54)
• отсутствие нужды в переключателе вводов АВР (стоимость опции автоматического запуска и переключения на генератор — от 200 до нескольких тысяч у.е.). Инверторная система содержит переключатель, исполняющий функцию АВР автоматически;
• отсутствие нужды в периодических тестовых запусках;
• отсутствие периодического обслуживания инверторной системы (замена масла, фильтров, долив топлива);
• относительная дешевизна периодического обслуживания инверторной системы;
• сопоставимость собственного электропотребления инверторной системы с электропотреблением системы подогрева генератора;
• меньшая величина используемой площади в помещении для инверторной системы;
• соизмеримость вложения средств в аккумуляторную батарею с затратами на обслуживание генератора: замену охлаждающей жидкости, масла, дизельного топлива;
• возможность использования инверторной системой дополнительных источников энергии: ветрогенератор и/или фотоэлектрические модули.

Как это работает?

Рис.1. Электрическая схема системы резервного электропитания

Компоновка системы резервного электропитания

Рис.2. Компоновка щита резервного электропитания IP54

Рис.3. Компоновка аккумуляторных батарей системы резервного электропитания

Такое исполнение актуально для применения в технических помещениях — например, для узловых точек провайдеров домашних сетей: интернета и кабельного телевидения. Исполнение IP54 позволяет ограничить влияние запыленности и повышенных температур на инвертор в технологических помещениях. При таком исполнении можно добиться значительного увеличения эксплуатационного ресурса и надежности системы.

Один из основных элементов системы: инвертор

Многофункциональный инвертор/зарядное устройство, сочетающее в себе функции инвертора, солнечного зарядного устройства контроллера заряда МРРТ* и зарядного устройства для аккумуляторных батарей. Компактный источник резервного электропитания. Универсальный ЖК-дисплей позволяет пользователю посредством легкодоступных кнопок конфигурировать: зарядный ток аккумуляторной батареи, приоритет зарядного устройства переменного тока/солнечного зарядного устройства, допустимое входное напряжение для различных типов нагрузок.

*МРРТ — режим, позволяющий контроллеру заряда отбирать максимально возможный ток от источника энергии (солнечных панелей (ФЭП)) при различных уровнях освещения панелей.

Характеристики

• Инвертор, выходное напряжение: синусоидальное;
• Встроенный контроллер солнечного заряда МРРТ;
• Диапазон входного напряжения для бытовых приборов и персональных компьютеров посредством настройки ЖК-дисплея или с помощью Программного Обеспечения;
• Ток зарядки аккумуляторной батареи, конфигурируемый Программным Обеспечением (ПО) и посредством настройки функциональными кнопками с отображением на ЖК-дисплее;
• Конфигурируемый приоритет зарядного устройства переменного тока/солнечного зарядного устройства посредством настройки ПО и ЖК-дисплея;
• Работа с входным источником переменного напряжения (от сети или от автономного генератора);
• Автоматический перезапуск во время восстановления входного напряжения;
• Защита от перегрузки/превышения температуры/короткого замыкания;
• Интеллектуальный режим работы зарядного устройства аккумуляторных батарей для оптимальной работы последних;
• Функция холодного пуска — включение и подача электропитания в нагрузку при отсутствии внешних источников электроснабжения.

Рис.4. Модель 1-3 кВА и Модель 4 кВА/5 кВА Панель управления и визуального вывода данных

Панель управления и визуального вывода данных, показанная на рис.4, находится на передней панели инвертора. Она включает три индикатора, четыре функциональные клавиши и ЖК-дисплей, на котором отображается рабочее состояние и информация о входной/выходной мощности.

Основная область применения инвертора/зарядного устройства

Область применения включает также следующие опциональные устройства, способствующие работе системы:
— Сеть внешнего электроснабжения или Генератор (опция);
— Фотоэлектрические модули (опция).

Этот инвертор может подавать электропитание на все виды нагрузок.

Рис.5. Основная область применения

Оценка бюджета инсталляции

Для потребителей с постоянной нагрузкой 4-5 кВт стоимость комплекта оборудования с кабельными соединениями, установкой автоматов и монтажом оборудования в среднем будет составлять от 700 у.е. за 1кВт и за 1 час автономной работы. Это зависит от класса и функционала используемого инвертора. При этом общее время автономной работы будет измеряться в нескольких часах (2-6-8-10-24-36 часов). Это примерно вдвое дешевле, чем использовать Источник Бесперебойного Питания (ИБП) для обеспечения 8 часов автономной работы при мощности 6-8 кВт. Безусловно, исполнение IP54, сложность монтажа, применяемые материалы могут оказать влияние на окончательную стоимость системы. Но подход этот позволяет вполне адекватно оценить бюджет реализации такой задачи.

Одна из особенностей этих инверторов – работа с использованием Фотоэлектрических Панелей (ФЭП).

При использовании ФЭП можно добиться компенсации заряда АКБ от солнечной энергии, а при заряженных АКБ использовать энергию ФЭП для работы потребителей.

Входящее в комплект программное обеспечение позволяет осуществить различные настройки и приоритеты работы: сеть, использование ФЭП, настройки под параметры используемых АКБ, ток заряда и многое другое. Программное обеспечение позволяет хранить статистику работы системы резервного электропитания. Более детальную информацию о работе системы можно получить в инструкции пользователя.

Для консультации по различным вопросам: время автономной работы от АКБ, стоимость основного оборудования или системы в сборе, стоимости монтажа систем резервного электропитания можно связаться со специалистами нашей компании.