Автономная система электроснабжения.

 

Ну здесь я сразу прошу прощения за столь многообещающий заголовок, потому как в данный момент я только начал заниматься этим вопросом.

Предвижу недоумение особо внимательных моих читателей. Нормально так, прожив в деревне на постоянке уже пять  лет, он только начал этим заниматься.  Как будто до этого в  селе Охлебинино с   электричеством  было лучше, его так часто не выключали и напряжение так не прыгало. Да нет, было всё и так, бывало и хуже.  И что самое обидное, лучше не становится. Но это лично моё субъективное мнение, которое я подкрепляю своими вполне документированными и аргументированными наблюдениями с графиками и амплитудой скачков в разделе "Простое электричество"   А здесь расскажу только об автономном электроснабжении в том виде, как я его сам придумал и сделал.

За свои пятьдесят с лишним....лет, вобщем,  за всю свою жизнь я лично ни разу не видел ни одного дома, который бы полностью был на автономном электроснабжении. Может таковые где -то и есть, и даже в интернете кое-где про них пишут, но глазами я такие не видел и руками не трогал. Вот так. Все мы зависим от Чубайса. ( или от...не знаю, кто там сейчас у них главный..). Конечно, я не говорю о дачных домиках и палатках, где многие из Вас проводят короткие дни своего отдыха. Я говорю о доме, в котором живут люди, взрослые и дети,  с отоплением, с холодным и горячим водоснабжением, с ванной (душем), с туалетом, с нормальной кухней, где есть холодильник, морозильник, микроволновка, комбайн кухонный.  В комнатах  этого дома горит свет, работает телевизор, музыкальный центр, компьютер, проведен интернет и кабельное или спутниковое ТВ.  

Да, и в моем случае тоже не ставится задача возле счётчика поставить большой переключатель с надписями " ЧУБАЙС" и " ХАЛЯВА"  А вот на случай перебоев и (или) длительного отключения электричества я и задумал осуществить всю эту автономную электробадягу, как выразился один мой знакомый.

Итак, начнём- с   думать, как же нам обустроить Россию.......ой, нет - не то вырвалось, я пока что лишь свой дом буду обустраивать...

Картина первая, оптимистическая:   Свет отключился из - за аварии, во время грозы или сильного урагана, или по каким - то другим, непредвиденным причинам. Обычно такие неполадки тут ( в Охлебинино)  случаются частенько, пару раз за месяц, как минимум, но устранаяются за пару - тройку часов, максимум за полдня. Никто никуда не бежит, никто никуда не звонит,  зимой никто не замерзает, трубы не лопаются, а летом холодильники не текут.   Можно ведь и радио на батарейках послушать, а ТВ теперь и сквозь мобильник можно поглядеть.

Картина вторая, настораживающая: Свет отключили утром, как всегда,  в условиях строжайшей секретности, никому ничего не сказав, и включили обратно только в конце рабочего дня.  Это тоже бывает, раз или два в месяц, и это гораздо страшнее, особенно зимой, потому как большинство газовых котлов энергозависимы и требуют 220В для работы блоков управления и автоматики. Водопровод центральный (а у большинства тут такой) тоже перестает работать. У некоторых моих знакомых вообще, отопление только электрическое,  вот им тогда  становится совсем тоскливо.  Летом конечно, до ночи светло, можно и без лампочки с книгой посидеть, но холодильник - то одеялом не накроешь...

Картина третья, трагическая:   Электричества нет сутки и более. За время моего проживания тут и такое пару раз было. И как назло, я был в городе весь день. Хорошо, что на этот случай у меня в  отопительной системе тосол, и ещё печка с дровами есть и запас воды на 500 литров. А другим что прикажете делать, буржуйку в дом ставить? А отопление как не разморозить? С паяльной лампой по дому бегать? Автомобильный  аккумулятор выручает, конечно, но это только в вопросах освещения и маленького ТВ. А летом с холодильником такие шутки плохи, быстро тает....

Отсюда и вырисовывается примерный перечень потребителей, которых надо запитывать автономно, на срок от часа до суток.

Наименование Потребл. мощность Автономность Период
Газовый котел, насос отопления ~200 Вт Постоянно Зима, осень, весна
Холодильник ~150 Вт Постоянно Всесезонно
Насос водоснабжения ~100 - 300 Вт Периодически Всесезонно
Телевизор 100 Вт Периодически Всесезонно
Спутниковое, кабельное ТВ ~50 Вт Периодически Всесезонно
Освещение ~50 - 300 Вт Периодически Всесезонно
Видеонаблюдение 200 Вт Постоянно Всесезонно
Компьютер 300 Вт Периодически Всесезонно
Интернет (роутер) ~20 Вт Постоянно Всесезонно
Микроволновка ~800 Вт Периодически Всесезонно

Лично у меня получилось около до 1000 Вт потребляемой энергии.  И где ж их взять?

Вариант 1 Бензиновый (дизельный) генератор.  Пока не рассматриваю, потому что:   1)он стоит денег, и не малых,  2)его надо кому -то заводить, 3)он   кушает бензин ( солярку), 4) он шумит и воняет, 5) Его в доме не поставить, а во дворе не оставить, надо где -то в гараже или сарайке держать. Да и к тому же, если у Вас есть лишняя десятка тысяч билетов банка россии на генератор с запасом бензина,  то я Вас умоляю, шо Вы ту сидите и мои статьи  читаете, не тратьте зазря моё время и не морочьте себе голову!  

Вариант 2  Солнцеветроэнергетика.   Тут все просто. Ну не ту страну назвали Гондурасом! 

При нашем количестве солнечных дней в году и при нашей слабоватой и весьма переменчивой розе ветров тут ловить нечего.  Я по башкирии  много езжу, но нигде солнечных батарей на домах не видел.   Ветрогенераторы видел, штук пять стоят, где -то на трассе М5, но не знаю, работают ли... Конечно, я обязательно куплю одну или две солнечных панели на 24В 100 Вт , сегодня они примерно 5500 руб. на алибабе стоят. Но только как дополнительное зарядное устройство для основных аккумуляторов своей автономной системы. И ветряной генератор всё же постараюсь сделать, хотя бы для очистки совести, вдруг в расчетах все вокруг ошибаются... Однажды   мне даже  пришла в голову идея, как без аккумуляторов накапливать энергию, полученную от солнца или ветра, потому что в прямом включении эти источники более 200 Ватт не потянут.   У меня есть поливной бак на 1 кубометр воды. Перепад высот на моем участке около трёх метров. Нужно поставить ещё один бак внизу, соединить его трубой  с первым и прикрутить там генератор и обратный электронасосик.  По моим   примерным расчетам, на пару часов энергии хватит. А потом пусть ветряк ночью или солнце днём, потихоньку воду обратно в верхний бак   маленьким электронасосиком выкачивают. 

Вариант 3  Аккумуляторно - инверторная система.  Вот  тут намного интереснее.  Аккумуляторы у меня есть.  Три штуки на машинах и два в запасе. Не новые, конечно, но в хорошем состоянии. Зарядных устройств тоже, несколько штук по углам валяется.   Есть инвертор китайский, рабочий, без опозновательных знаков, 12Вольт 1000 Вт.  Принесли как -то на ремонт, а потом за несколько лет так и не забрали. Моим теперь он стал.  Есть штук пять бесперебойников от компьютеров, разной мощности, от 300ВА до 600 ВА.  Есть и один мощный, серверный бесперебойник, АРС 1400 ВА.   Я пробовал подключать к УПСам  внешние аккумуляторы и понял, что это несерьёзно, через полчаса (максимум час) они перегреваются и дохнут.   Серверный АРС 1400ВА  рассчитан на долговременное использование, у него даже вентилятор есть для охлаждения. Но при работе от кислотных аккумуляторов (а он, к сожалению,  рассчитан на другие, только на гелевые аккумуляторы, 4 шт 12В 9 А\Ч) его умная автоматика начинает глючить, неправильно определяет емкость и напряжение  батарей, и через два часа тоже вырубается. Почитав статейки на форумах и  сайтах по ремонту я понял, что надо его перепрошить, подключив к компьютеру, установить специальную программку и поколдовать над ним. Тогда и прибудет ко мне счастье.  К  мелким УПСам вентиляторы и радиаторы я тоже прикрутил, и стало намного лучше.  Но мне надо 1000 вт энергии минимум, так что это не мой путь, мне некогда мелкими глупостями заниматься, мне работать надо. С большими глупостями.

    Ну это всё была вводная информация, а теперь практические выводы:    Я перечитал очень, ОЧЕНЬ - очень много информации в инете по этой теме, но нашел буквально двух или трёх реальных человек, которые в этом вопросе чего - то добились.  С картинками, с прямыми руками и реально работающими (пусть и не всегда правильными) практическими решениями. Я лично тоже взял все свои железки и аккумуляторы и испробовал все возможные варианты их включения и использования.   И отвечаю однозначно: ДА, такой вариант возможен, ДА, у меня это работает. И самое главное - затраты мизерные, ведь всё это железо у меня уже есть, досталось оно мне на запчасти, бесплатно, и если даже что-то сгорит, то и не жалко...  только время надо найти и руки правильно приложить...

 

ups1.jpg (6130 bytes)                          ups2.jpg (5674 bytes)

UPS 500-700 ВА                                                                                         UPS 1400ВА

 

Бесперебойники 500 ВА, доработанные, с внешним автомобильным аккумулятором хорошо тянут компьютер 300 Вт, монитор LCD 17",  две настольных светодиодных  лампы по10 Вт, большой телевизор 110 Вт, свет в коридоре 2 Х 10 Вт (LCD) и свет в комнате 2 Х 20 Вт (светодиоды). Дрель, болгарку, холодильник, микроволновку - не потянут, даже и не думайте.

Бесперебойники 600 и 700 ВА, доработанные, с внешним автомобильным аккумулятором хорошо тянут всё выше перечисленное. Дрель 700Вт с медленным стартом работатет, с резким - выбивает блок в защиту.  Болгарка 500Вт  стартует, но иногда со второго - третьего раза, но потом работает нормально, без проблем. Микроволновку не пробовал, потому что на ней даже по китайски написано: 1200W.  А вот с холодильником беда.  Что со старым "Саратовом", что с более новым "Бирюсой" - без толку. При включении холодильника бесперебойник резко уходит в защиту. Я даже пытался обмануть бесперебойник, включил его в розетку и подключил к нему холодильник. Холодильник стартанул, при этом УПС взвизгнул, но не вырубился.  Потом я выдернул шнур из розетки и перешел на питание от батареи. Но бесперебойник стало так колбасить, что аж задрожало все вокруг!   Мотор холодильника тоже резко изменил свое поведение, стал рокотоать и дергаться. Вобщем стало мне понятно, что это потому, что на выходе УПС далеко не синус и далеко не 50 гЦ, а полная фигня. Про старт от батареи и говорить нечего.  Никакие ухищрения не помогли.  Вывод однозначен - хоть на холодильнике и написано 130Вт, но стартует он совсем не по-детски. Таким бесперебойникам холодильники не по зубам. Меньше  киловатта не подходи.

    Детальное и углублённое исследование этой проблемы показало, что виноват компрессор (мотор) холодильника, а именно  его стартовая обмотка, которая этот компрессор (мотор) запускает. Подключил амперметр к холодильнику и увидел импульс около 9 Ампер! Это ж около 1800 Ватт!   Многовато для любого китайского бесперебойника. Прочитав в интернете множество различных идей и дискуссий по этому поводу я понял, что "мужики - то не знают!"   Пришлось почитать литературу по устройству холодильников.  В современных холодильниках оказывается, этот момент уже давно решён. Там применяют специальное "позисторное" реле, которое плавно включает стартовую обмотку и не вызывает такой бешенной перегрузки в сети питания. Позисторов у меня, к сожалению, нету. И современного холодильника тоже. В городе есть, конечно, но сюда его я не повезу.  И  старый холодильник переделывать мне тоже не хочется.... И тут  я вспомнил свою успешную идею по ограничению пускового тока на лампах накаливания и на болгарке, при помощи варисторов, а точнее термисторов, которые используются  в компьютерных блоках питания. Пошёл,  подобрал со старых блоков самый мощный термистор, с максимальным током 12 Ампер и начальным сопротивлением 12 Ом.  Это такой зелёненький, диаметром 20 мм , с маркировкой  SCK-2R512.  Не разбирая холодильник, (даже   двигать его не хотелось)  вмонтировал термистор прямо в вилку. В итоге получилось: бросок тока  при включении холодильника около 6 Ампер, а это, согласитесь, совсем другое дело! 

Продолжаем.

Бесперебойник  АРС 1400ВА. Одно слово - ТАНК!   Он вытянул всё, что я только не подключал. И микроволновку тоже.  И два (!) старых холодильника. С доработанными "термисторными" вилками.  Только при старте холодильников его тоже сначала ломает и колбасит, индикатор нагрузки зашкаливает, он пищит, но держит. Около часа я над ним поиздевался, потом решил аккумуляторы зазря не сажать. Осталось только его перепрошить, настроить, пусть так и живёт.

Итак, вот что получилось.  Если напряжение в сети есть, то включено "импульсное" зарядное устройство,  на 12 В, 20 Ампер, подзаряжающее аккумуляторы.  Бесперебойник в зарядке аккумуляторов участия не принимает. Он слишком умный для этого, да и ток заряда у него не тот. Когда по вольтметру  я вижу, что аккумуляторам уже хорошо, я отключаю свое "импульсное" зарядное устройство.  Импульсное - это громко сказано, это лишь  значит, что оно обыкновенное, типовое - трансформатор - диоды- конденсатор, но подключено в розетку через реле времени.

robiton1.jpg (16582 bytes)                                 robiton2.jpg (9107 bytes)

Это реле на 15 минут включается, а 15 минут отключенным стоит. Так и получается, что аккумуляторы заряжаются периодами, мощным импульсным током. За ночь устройство заряжает аккумуляторы прекрасно, и срок службы аккумуляторов таким образом продляет весьма значительно.

     Два аккумулятора, 6СТ60А, тюменские, необслуживаемые, установлены в коридоре под лестницей, в закрытом углу, недалеко от вытяжки вентиляци. Там же стоят  вышеописанные бесперебойник 1400ВА и зарядное устройство. При пропадании сетевого напряжения специальное мощное реле (пускатель на 220В) с небольшой задержкой обесточивается , и тремя группами ( две группы на 220В, одна группа  на управление)  преключающих контактов переводит питание моего дома на выход бесперебойника и запускает его. Или я  сам, вручную все переключаю. У компьютера, роутера, у регистратора видеонаблюдения и у мозгов системы отопления  на этот случай есть ещё свой маленький бесперебойник, на 500ВА, он держит питание всех этих цепей около 10 минут при  всех переходных процессах. Всё остальное оборудование в доме просто само потом включается и работает. При НЕсвежезаряженных аккумуляторах ресурс работы моей системы составил около 4 часов. И это без каких - либо ограничений в работе и жизни, хоть я и не всё сразу включал, но холодильник, компьютер, интернет, свет,  ТВ, отопление (насос)   и т.д.,  всё нормально работало. И попутно замечу, что если уж очень сильно приспичит, я пойду, аккумуляторы хорошие сниму с автомобилей, а севшие туда на зарядку поставлю. Да, да, да... старый Москвич и НИВА у меня рукояткой отлично заводятся...

Вот,  как-то так...

    Следует заметить, что не вся проводка моего дома и не все потребители питаются от одной цепи. У каждого потребителя в щитке свой отдельный автомат защиты.   К тому же, изначально, я ещё на стадии строительства разделил всю электрику в доме на стабилизированное и нестабилизированное питание.  К стабилизатору у меня подключены: все лампочки и розетки в доме, в коридоре, лампочки на кухне, лампочки в туалете и ванной, микроволновка, телевизоры, холодильник, компьютер, роутер, спутниковый ресивер, система видеонаблюдения, система управления отоплением.  Особо отмечу, что все лампы везде, кросе бани,  светодиодные, 15 Вт 220 В. А такие потребители, как электроплитка, водонагреватель, стиральная машина, освещение гаража, бани, и уличного туалета у меня не стабилизированны, и   когда электричества нет, я ими не пользуюсь.