Мини-электростанции и источники бесперебойного питания

Для решения задач автономного электроснабжения сейчас широкое применение получили мини-электростанции, которые представляют собой агрегат, который вырабатывает электроэнергию со стандартизированными потребительскими параметрами. Мини-электростанции могут строиться на основе двигателей внутреннего сгорания, работающих на различных типах углеводородного топлива. Наибольшее распространение на данный момент получили дизельные и бензиновые агрегаты, неплохие перспективы и у газовых устройств. Сегодня они довольно прочно обосновались в сегменте стационарных мини-электростанций большой мощности.

Ассортимент генераторных установок, представленных на рынке, очень широк, и потребитель волен выбирать из практически неограниченного диапазона мощностей — от десятых долей кВ*А до единиц МВ*А. Таким образом, можно удовлетворить любой запрос, вне зависимости от масштабов энергопотребления загородного дома.

Если электричество отключают редко и не надолго, то применяются бензиновые генераторы небольшой мощности, которые эффективно позволяют справиться с данной проблемой при минимизации затрат. Если же электричество отключают часто или возможны отключения более чем на сутки, а так же в случаях использования электрогенератора, как основного источника питания, используются дизель-генераторные установки (ДГУ). Это определяется большим временем работы до проведения регламентных работ, большим ресурсом и меньшим потреблением топлива.

Немаловажная составляющая автономного энергоснабжения — система управления. В простейшем случае, когда генератор используется как аварийный источник энергии, его мощность невелика, и к эксплуатационным характеристикам предъявляются минимальные требования. Все сводится к установке перекидного рубильника, который исключает единовременную подачу энергии от основной сети питания и от электростанции. В одном положении он замыкает основную цепь питания, в другом — аварийную. И тогда процесс ввода источника резервного питания выглядит следующим образом: при прекращении подачи энергии по основной сети пользователь вручную или при помощи электростартера запускает двигатель генераторной установки и после ее выхода на нормальный режим работы переводит рубильник из положения "Питание от сети" в положение "Питание от автономного источника".

Мини-электростанции, оснащенные системой автоматического пуска, начинают работать "без напоминания" — расчетный промежуток времени после отключения основного источника составляет от 30 секунд до минуты. Эта же система отключает электростанцию при восстановлении подачи электроэнергии.

К сожалению, обе системы не способны мгновенно активировать резервный агрегат. Как же поступить, если пользователь, например, работает на компьютере и в самый неподходящий момент вся несохраненная информация, вводу которой он посвятил не один час, попросту "слетает"? Помочь могут автономные источники питания — аккумуляторы. В этом случае избежать потери информации позволит даже одиночное устройство — у пользователя будет порядка десяти минут, чтобы либо завершить работу в неаварийном режиме, либо подать питание от резервного источника.

В систему электроснабжения дома включают и блок аккумуляторных батарей. В принципе, это тот же источник бесперебойного питания, только больших размеров, мощности и энергоемкости. Возможно применение как специализированных устройств, которые по преимуществу используются в офисах, так и тех, что собраны на основе аккумуляторов (в том числе и автомобильных) и систем преобразования напряжения. Из комбинации различных аппаратов получаются автономные источники довольно значительной энергоемкости, позволяющие не только завершить работу, аварийное прерывание которой связано с неприятными последствиями, но и пережить кратковременное отключение электроэнергии, не прибегая к помощи генераторной установки.

Применение автономных аккумуляторных источников питания имеет и другие положительные аспекты. Они могут выполнять функцию демпфера, гасящего всплески напряжения, а совместное использование аккумуляторов и преобразователей напряжения позволяет влиять на качество параметров электроэнергии.

Сейчас стремительно начало развиваться использование для автономного энергоснабжения возобновляемых источников энергии (солнечных и ветряных установок). Первоначальные затраты на установки с возобновляемыми источниками энергии намного меньше, чем подсоединение отдельных потребителей (домов, коттеджей) к существующим сетям, а соответствующие эксплуатационные затраты с учетом всего срока службы у них оказываются ниже, чем у дизельных электростанций. Ведь сами технологии с использованием возобновляемых источников энергии не являются теперь проблемой - за последнее десятилетие они были существенно развиты. Солнечные и ветроэнергетические установки сейчас находятся в массовом производстве, а гарантированный срок их службы составляет 10-25 лет.

Комбинированные системы на основе комплекса возобновляемых источников энергии с использованием аккумуляторов энергии позволяют наиболее полно реализовать преимущества каждого возобновляемого источника энергии, входящего в комплекс. Комплексный подход к использованию возобновляемых источников и аккумуляторов энергии обеспечивает максимальное использование ресурса энергетических установок в автономной энергетике. Необходимость комбинирования во многом вызвана различной периодичностью действия возобновляемых источников энергии и различной эффективностью ее накопления, а в ряде случаев – возможностью замещения традиционных источников, например, дизель-генератора, в целях экономии энергоресурсов.