Бесперебойное освещение дома от аккумуляторов

Как организовать резервное освещение для дома от аккумулятора своими руками: идеи для аварийного освещения

Представьте себе ситуацию, если вдруг пропало электричество: в доме темно и холодно, бытовые электроприборы не работают – это катастрофа!

Но возникновение такой ситуации можно предупредить, если смонтировать несложную резервную электрическую сеть аварийного освещения дома, в которую будет включен аккумулятор.

Осветительные приборы на аккумуляторе

Благодаря развитию технологии многие электрические и электронные устройства совершенно преобразились и стали доступными в быту.

Технически сложные приборы могут работать сейчас от микроскопического чипа, аккумуляторные батареи стали компактнее и подешевели.

Экономные в использовании диоды LED стали настолько мощными, что их можно применять в качестве основного осветительного прибора.

Появились настолько компактные устройства автономного освещения, что их можно легко перемещать с одного места на другое, или носить с собой.

Устроены такие приборы элементарно просто. В штатном режиме, при наличии напряжения в сети, происходит зарядка батареи аккумулятора.

В аварийной ситуации, при отключении электричества, на резервные светильники подается напряжение от аккумулятора и они поддерживают освещение в аварийном режиме.

Ранее, собрать схему резервного освещения было достаточно сложно. Лампы накаливания для этой цели не подходили, а для запуска люминесцентных трубок требовались высоковольтные стартеры.

Но как только появились достаточно мощные светодиоды, ситуация упростилась.

Предлагаем вашему вниманию элементарную схему автономного освещения жилого помещения:

Напряжение 12 вольт можно получить от соответствующего сетевого преобразователя. Ток заряда ограничивается резистором R1. Ток разряда контролируется диодами VD1, VD2. При наличии 12 вольт, транзистор плюсовым потенциалом запирает силовой ключ.

Ключ может быть принудительно открыт тумблером S1. Резистор R2 снимает с базы положительное смещение, открывает транзистор и подключает источник света к аккумулятору.

Выбор элементов в приведенной схеме не принципиален и эту схему можно перемонтировать на источник с другим значением напряжения.

Стабилизатор LM 317 поддерживает постоянное напряжение, транзистор Т1, установленный в цепи обратной связи, управляет силой заряда аккумулятора и контролирует стабилизатор, уменьшая или увеличивая напряжение. Цепь включения автономного освещения собрана на ключе Т2.

Светодиоды не включаются если на базе есть положительное напряжение.

Обе эти схемы контролируют напряжение на входе. В случае, если питание в электросети прекратится в дневное время, автономные источники освещения включатся и будут работать до возобновления питания в сети, или до полного разряда аккумулятора.

На транзисторе Т1 собрана цепь контроля с фоторезистором LDR1. Такая схема, с использованием фотореле, не даст включиться автономному освещению при перебое в сети основного питания в светлое время.

В качестве источника питания аварийного освещения можно применить защитные аккумуляторные батареи для корректного завершения работы компьютеров при аварийном отключении электричества – UPS.

В таком варианте схемы аварийного освещения можно использовать обычные лампочки накаливания или люминесцентные трубки на 220 V.

Используется преобразователь 12/220 V, вместо которого можно вставить 12-вольтовые светодиодные модули, устройство подзарядки, диод и реле.

В штатном режиме, при наличии напряжения в сети, оно подается также и на устройство подзарядки, реле находится во втянутом состоянии и светодиоды отключены от аккумулятора.

При отключении питания напряжение не подается на устройство подзарядки, срабатывает реле и, замыкая между собой другие контакты, включает светодиоды.

Лампочки LED на батарейках

В последнее время в продаже можно встретить лампочки LED, которые отличаются от обычных тем, что имеют встроенный аккумулятор. В случае внезапного прекращения подачи электропитания, лампочки такого типа будут некоторое время продолжать работать.

Цоколь у таких ламп обычный, стандарт Е27. По своим габаритам такое устройство подойдет к большинству светильников. На боковой стенке устройства имеется переключатель режима работы лампы: обычный, аварийный, или аккумулирующий.

С помощью LED ламп такого типа можно без труда оборудовать любую схему аварийного освещения жилища. Выбор будет зависеть только от суммы, которую вы готовы потратить на такую затею.

Регламентные требования

Относительно устройства резервного освещения в служебных и подсобных помещениях существует свод документов ПУЭ и другие нормативные документы.

В соответствии с этими документами, при устройстве сети аварийного освещения следует соблюдать несколько основных правил:

  1. Служебное или подсобное помещение должно быть оборудовано как минимум двумя резервными светильниками. Это необходимо на случай несрабатывания или выхода из строя одного из них.
  2. Осветительные устройства резервные должны быть расположены на всем пути эвакуации, обеспечивая минимальный уровень освещенности в 1Лк.
  3. Резервные светильники должны быть расположены на расстоянии не более 2-х метров от таких критичных изломов рельефа помещения, как начало лестничного пролета, повороты коридора, двери, ПУ и т.д.
  4. Резервным светильником должен быть оборудован каждый выход, лестничные площадки, туалеты.

Разумеется, такие строгие правила не обязательны при устройстве резервного освещения в домашних условиях. Там вы можете действовать сообразно своим собственным представлениям.

Источник

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

ИБП для дома. Как выбрать?

ИБП для частного дома – это оптимальный и современный способ решить все проблемы некачественного электропитания. В этой статье мы собрали всю информацию, которая поможет определиться с выбором подходящего варианта.

Как работает ИБП? При наличии электричества на вводе бесперебойник транслирует его через себя на нагрузку, а ИБП типа on-line ещё и обеспечивают высококачественную стабилизацию напряжения. Если электричество пропало, бесперебойник моментально (инверторы за 10мс, on-line за 0сек.) переходит в режим работы от аккумуляторов. При восстановлении внешнего питания источник автоматически перейдет на трансляцию сети и параллельно зарядит аккумуляторы.

Мощный бесперебойник – лучшая альтернатива генератору: срабатывает моментально, защищает бытовую технику и электронику от скачков напряжения, не требует обслуживания и заправки топливом, работает бесшумно и экологичен. Подробно в нашей отдельной статье.

Как правильно выбрать бесперебойник для дома?

Для правильного подбора нужно определиться с ответами на 3 вопроса:

  • Что должно иметь в доме гарантированное электропитание – отдельный бытовой прибор, группа автоматов, целая фаза или весь дом по трем фазам. Ответ на этот вопрос определяет мощность и среднюю нагрузку на ИБП. Готовые комплекты представлены на этой странице.
  • Второй вопрос касается времени автономной работы, которое необходимо для расчета емкости аккумуляторов.
  • Третий вопрос относится к качеству входящего напряжения. Оно может быть как качественным и стабильным, так и некачественным, т.е. пониженным, повышенным или «скачущим». В первом случае рекомендуются инверторы, во-втором необходимы стабилизаторы напряжения или ИБП типа on-line.

ИБП на отдельный бытовой прибор

Самые бюджетные решения – это ИБП на отдельные бытовые приборы мощностью до 900Вт. Самая частая задача – бесперебойное питание газового котла отопления и циркуляционных насосов. В этом случае мы рекомендуем он-лайн ИБП мощностью 1000Ва с внешними аккумуляторами. Средний бюджет – 40т.р.

При стабильной сети и ограниченном бюджете можно установить линейно-интерактивные ИБП с подключением одного внешнего аккумулятора, бюджет – около 20т.р. Установка таких комплектов элементарная – через вилку/розетку. Если котел и насосы запитаны через распределительный щиток, бесперебойник можно подключить в разрыв линии питания этого щита. Подробную информацию вы можете узнать в статьях по тегу «ибп для котлов»

ИБП на 1000Ва с двумя батареями на 100Ач

ИБП для группы автоматов

Бесперебойное питание части самой важной нагрузки в доме, которая выводится на отдельную группу автоматов. В этом случае на линию гарантированного питания подключается:

  • Система отопления – котел, насосы, автоматика
  • Часть основного освещения
  • Холодильник
  • Сигнализация, домофон и видеонаблюдение
  • Автоматические ворота
  • Розетки с немощным оборудованием – ТВ, ПК и т.п.

Оптимальная мощность ИБП в таком случае – 3кВт. Подключается он к вашему распределительному электрощиту силовым кабелем. Выход инвертора заводится на отдельные автоматы, которые должны питаться бесперебойно. В итоге, при отключениях электричества, самые важные потребители, а также системы жизнеобеспечения дома остаются рабочими. Важно отметить, что максимальная мощность, которая может быть подключена на эти автоматы будет ограничена номиналом ИБП, так как он постоянно находится в цепи питания и подключается последовательно нагрузке. Иными словами, работает источник от сети или от батарей, нельзя включать превышающую его мощность нагрузку.

Стоимость готового для установки комплекта с батарейным запасом в 400Ач на среднюю автономию в 8 часов составит около 70-80т.р.

Инвертор Stark или BiNeos бесперебойно питают отдельные автоматы в щите

ИБП на фазу

Популярный вариант обеспечения бесперебойного питания – это ИБП на одну фазу из трех, на которую собирается приоритетная нагрузка в доме. Как правило, мощность такого ИБП 5-6кВт и это уже позволяет дополнительно к тому, о чем говорили выше подключить:

  • Всю систему водоснабжения, включая скважинный насос
  • Практически всё освещение в доме
  • Микроволновку и другие мощные бытовые приборы
  • Морозильник
  • Розетки комнат и т.п.

Подключение также осуществляется через основной распределительный щит. В процессе монтажа наши инженеры-электрики производят все необходимые перекоммутации для того, чтобы с одной стороны собрать на линию гарантированного питания всё необходимое, а с другой не допустить перекоса по фазам.

Стоимость подобного комплекта оборудования с автономной работой на 8-10 часов составляет 140-180т.р.

Бесперебойник на весь дом

Подобный ИБП устанавливается сразу после вводного автомата и обеспечивает гарантированным электропитанием весь дом по трем фазам. В этом случае, для оповещения об отключениях устанавливается GSM модуль или выводится сигнальная лампа на видное место.

При установке ИБП для дома иногда целесообразно в обход источника подключать мощную неприоритетную нагрузку: электропечь сауны, всевозможные электрические подогревы, резервный электрокотел и т.п.

Для бесперебойного питания всего дома с точки зрения оптимального соотношения бюджет/функционал мы рекомендуем одну из трех конфигураций:

    • Мощный однофазный инвертор и автоматика коммутации фаз. В этом случае одна основная фаза запитывается напрямую через инвертор, две остальных фазы подключаются на инвертор через быстродействующие контакторы. Линия инвертора обеспечивает переключение на резервное электропитание от аккумуляторов за 10мс, а это время не заметно для любого типа оборудования. Остальные две фазы подключаются за 100мс.

    • ИБП типа он-лайн конфигурации 3в1, что означает трехфазный вход и однофазный выход. Этот источник стабилизирует напряжение, объединяет мощность всех фаз в одну. Таким образом, мы получаем равномерную нагрузку по фазам, идеальное напряжение и, конечно, бесперебойное питание. Это одно из лучших решений при стандартной выделенной мощности в 15кВт.

  • При большой выделенной мощности оптимально использовать промышленные трехфазные ИБП on-line типа конфигурации 3в3 номиналом от 30-40кВт и выше.

ИБП на 36кВт. Доступный диапазон от 20кВа до 120кВа.

Стоимость среднего ИБП на весь дом с автономной работой на 8-10 часов составит около 250-350т.р.

Время автономной работы

Время автономной работы, при отсутствии напряжения, зависит от средней нагрузки на ИБП и, конечно, от ёмкости аккумуляторных батарей. В наших расчетах мы оперируем понятием «средняя длительная нагрузка», которая считается с использованием коэффициента спроса. Иными словами, всё подключенное к ИБП оборудование и освещение крайне редко работает одновременно и постоянно. Как показывается практика, это значение в разы ниже максимальной мощности. Среднюю нагрузку по отдельным группам или по одной фазе вы можете посчитать на нашем калькуляторе или обратиться за помощью к нашим менеджерам. Реальное среднее потребление вашего дома вы можете посмотреть в счетах за электричество.

Итак, мы понимаем среднюю нагрузку и требуемое время автономной работы, которое обычно определяется исходя из практики отключений. Расчет ёмкости аккумуляторов производится по специальной формуле Пекерта, где задаются средняя мощность, характеристики батареи и необходимое время. На основе этого алгоритма мы создали наш калькулятор.

Дополнительные критерии выбора

  • Источники бесперебойного питания бывают нескольких типов.
    1. офф-лайн или инверторы. Их мы рекомендуем использовать в том случае, если входящее напряжение не нужно стабилизировать или у вас уже стоят стабилизаторы. К плюсам инверторов можно отнести возможность работы с солнечными панелями и возможность автоматизации с генератором, практически бесшумную работу и высокую перегрузочную способность. Также на основе инверторов строят системы полностью автономного и альтернативного электроснабжения.
    2. ИБП типа лайн-интерактив. По сути, это офф-лайн инверторы со встроенным стабилизатором низкой точности. Рекомендуемая сфера применения – маломощные ИБП для циркуляционных насосов у твердотопливных котлов.
    3. ИБП типа он-лайн, которые обладают с максимально возможной стабилизацией напряжения, фильтруют все сетевые помехи и скачки напряжения, но требуют установки в изолированном помещении, так как шумят вентиляторами охлаждения. Рекомендуем их к установке как при низкокачественной входной сети, так и при наличии бытовой техники и электроники премиум-класса в доме. Бывают однофазные, 3в1 и трехфазные.
    4. Подробнее о различиях инверторов и ИБП on-line.
  • ИБП следует всегда выбирать с запасом по мощности 30% относительно совокупной мощности всех подключенных электроприборов. Также следует учитывать пусковые токи, которые дают погружные насосы, компрессоры кондиционеров и холодильников.
  • Аккумуляторы, которые используются в ИБП, полностью герметичны, не выделяют газ и не требуют обслуживания. Отмечу, что при желании практически всегда можно нарастить батарейный банк для увеличения времени автономной работы в течение года после начала эксплуатации системы.
  • Аккумуляторы типа AGM используются для резервного электроснабжения, так называемый буферный режим. Гелевые, карбоновые и литиевые батареи, как правило, используются в циклическом режиме, который характерен для альтернативных солнечных и автономных систем электроснабжения. Подробнее в этой статье.


Буду рад ответить на ваши вопросы!

Источник

Читайте также:  Светильники для кухни показать
Оцените статью