Thể loại: Bài viết nổi bật » Cung cấp năng lượng tự trị
Số lượt xem: 19536
Bình luận về bài viết: 2
Hệ thống điện dự phòng cho gia đình - tính năng của thiết bị và hoạt động
Tiến bộ công nghệ không đứng yên. Cư dân của các tòa nhà nhiều tầng trong các siêu đô thị đang bắt đầu quên đi các trường hợp mất điện kéo dài và tất cả những rắc rối liên quan đến chúng. Tuy nhiên, đối với phần còn lại của dân chúng, vấn đề này vẫn chưa được giải quyết hoàn toàn.
Vấn đề năng lượng dự phòng cho chủ sở hữu của một ngôi nhà riêng hoặc nhà tranh vẫn còn có liên quan. Nhà nước của chúng tôi chưa thể cung cấp đầy đủ điện chất lượng cao.
Hệ thống điện dự phòng cho ngôi nhà như thế nào
Thành phần của phức hợp cổ điển của các thiết bị sao lưu kỹ thuật
Để đảm bảo hoạt động bình thường của các thiết bị điện gia dụng trong trường hợp mất năng lượng điện bên ngoài, hãy sử dụng:
-
một bộ pin tạo ra tổng điện áp 12, 24, 36 hoặc 48 volt;
-
một biến tần chuyển đổi dòng điện trực tiếp của pin thành điện áp xoay chiều xoay chiều.
Các hệ thống hiện đại không chỉ giải quyết vấn đề dư thừa, chức năng mà trước đây thường được thực hiện bằng cách chuyển đổi thủ công của người vận hành, nhưng chúng cung cấp nguồn điện liên tục trong chế độ tự động mà không cần sự can thiệp của con người.
Nguồn cung cấp điện liên tục (UPS)hoạt động theo sơ đồ sao lưu trực tuyến, chế độ sao lưu dự phòng trong điều kiện tải bình thường thực hiện 2 chức năng:
1. giám sát trạng thái của mạng điện sơ cấp bằng cách lọc các xung điện và nhiễu điện từ trong đó;
2. sạc pin để duy trì công suất định mức.
Khi các tham số của mạng cung cấp bên ngoài vượt quá các giá trị tới hạn hoặc nguồn bị tắt hoàn toàn, bộ tự động của UPS sẽ kết nối lại tải trên biến tần, lấy dòng điện trực tiếp từ pin.
Một hệ thống tự động hóa dựa trên bộ điều khiển thường được tích hợp vào thiết kế của một biến tần hiện đại. Hình trên cho thấy sự phân chia có điều kiện của người tiêu dùng điện thành hai nhóm với động cơ điện không đồng bộ và nguồn điện. Thông thường họ được cắm tại vị trí trong căn hộ.
Mạch nguồn dự phòng này thường được gọi là hoạt động vì nó liên tục theo dõi các tham số mạng, kết nối nguồn điện tự động với tải sau khi xác định rằng đã xảy ra sự cố trong mạch cấp nguồn. Với phương pháp này, tự động hóa đòi hỏi ít nhất một thời gian nhỏ, nhưng khá xác định để phân tích tình huống và thực hiện chuyển đổi. Tại những thời điểm này, một khoảng dừng thời gian chết ngắn được hình thành.
Sự hiện diện bắt buộc của nó là nhược điểm chính của hệ thống này, nhưng thực tế nó không có ảnh hưởng đặc biệt đến hoạt động của các thiết bị gia dụng. Rốt cuộc, động cơ điện quay tiếp tục hoạt động theo quán tính, không có thời gian dừng lại và các mạch điện tử của các thiết bị máy tính dựa trên bộ vi xử lý được kết nối với nguồn điện dự phòng của UPS sử dụng chính xác các thuật toán tương tự.
Làm thế nào để giảm tải cho biến tần và pin
Khi chuyển đổi, bạn có thể giảm tổn thất năng lượng xảy ra trong mạch và kéo dài tuổi thọ pin theo nhiều cách.
Đèn chiếu sáng
Việc tổ chức hệ thống điện dự phòng và chi phí của nó có liên quan mật thiết đến mức tiêu thụ điện của mạng. Do đó, vấn đề tiết kiệm điện và chuyển đổi sang công nghệ tiết kiệm năng lượng cần đặc biệt chú ý.
Để giảm tải cho biến tần, đồng thời kích thước của điện tích chiếu sáng, bạn chỉ cần thay thế đèn sợi đốt thông thường bằng đèn huỳnh quang, halogen, tiết kiệm năng lượng (đèn huỳnh quang compact) hoặc đèn LED.
Bạn cũng có thể chia các nguồn ánh sáng điện thành hai nhóm:
1. sử dụng vĩnh viễn;
2. nhiệm vụ chiếu sáng địa phương.
Khi chuyển sang làm việc từ biến tần, điều này sẽ chỉ cho phép các nguồn giới hạn được sử dụng và tất cả các phần còn lại nên được kết nối riêng khi cần thiết.
Đơn giản hóa các thuật toán cho các thiết bị gia dụng
Hầu như tất cả các thiết bị điện tử (TV, máy tính, điện thoại và các thiết bị khác) đều có nguồn điện tạo ra điện áp trực tiếp 12 volt từ một mạng 220 biến đổi. Chúng có thể được thiết kế tích hợp hoặc điều khiển từ xa, giống như một máy tính xách tay.
Khi các máy thu năng lượng điện như vậy được cấp nguồn từ biến tần chứ không phải từ mạng bên ngoài, thì với sơ đồ kết nối thông thường, chuyển đổi năng lượng kép xảy ra:
-
đầu tiên, biến tần lấy điện áp 12 volt từ pin helium và chuyển đổi nó thành ≈ 220, được đưa vào máy tính xách tay, như trong trường hợp của chúng tôi;
-
sau đó bộ cấp nguồn của các thiết bị này ≈ 220 V sẽ điều chỉnh lại ở ± 12 V.
Sẽ rất hợp lý khi loại trừ các quá trình như vậy khỏi các thuật toán và khi chuyển sang nguồn dự phòng, sử dụng mạch khi bộ điều khiển biến tần cung cấp trực tiếp điện áp pin 12 volt cho tất cả các thành phần điện tử của máy tính mà không lãng phí năng lượng cho chuyển đổi kép của nó. Điều này có thể được thực hiện bằng cách tạo ra một mạch các ổ cắm song song để kết nối pin helium với các thiết bị đó.
Tuy nhiên, ví dụ trên với máy tính xách tay chỉ được hiển thị để thể hiện nguyên tắc xây dựng sơ đồ nguồn dự phòng, mặc dù máy tính di động có pin tích hợp thực hiện các chức năng của UPS.
Khi nguồn điện bên ngoài bị ngắt trong một mạch tương tự, toàn bộ tải trên biến tần và pin sẽ giảm.
Dự trữ năng lượng của mặt trời, gió, nước, động cơ đốt trong
Với mạch được chọn chính xác, pin helium có thể dự trữ năng lượng trong một thời gian dài, nhưng công suất của chúng không phải là vô hạn. Thời gian sẽ đến khi họ sẽ yêu cầu sạc lại.
Đối với điều này, năng lượng của các nguồn hiện tại khác thường được sử dụng:
-
pin mặt trời;
-
trường điện từ của một máy phát điện làm việc.
Việc sử dụng năng lượng mặt trời
Thiết kế của pin mặt trời liên tục được cải tiến, là phổ biến. Chúng ngày càng có thể được tìm thấy không chỉ trong các hệ thống đặt phòng của người tiêu dùng hộ gia đình, mà còn là nguồn cung cấp điện chính.
Khi sử dụng các tấm pin mặt trời, điều quan trọng là phải điều chỉnh thuật toán vận hành bộ điều khiển để năng lượng mặt trời không chỉ hỗ trợ công suất của pin helium mà còn truyền trực tiếp đến các bộ nguồn điện tiêu dùng bằng một mạch điện tử, cung cấp cho chúng dòng điện.
Đọc thêm về việc sử dụng các tấm pin mặt trời trong hệ thống cung cấp điện dự phòng tại đây: Nhà máy năng lượng mặt trời cho ngôi nhà
Sử dụng bộ máy phát điện
Đối với sử dụng trong nước, máy quay của dòng điện xoay chiều. Chúng có máy phát theo tỷ lệ trường điện từ quay của rôto và stato:
1. đồng bộ;
2. không đồng bộ.
Các thiết kế đầu tiên phức tạp hơn, chúng cảm nhận tốt các tải cảm ứng được tạo ra bởi động cơ điện quay, nhưng đắt hơn.
Máy phát điện không đồng bộ được thiết kế chủ yếu để cung cấp tải hoạt động từ đèn sợi đốt trong mạch chiếu sáng, lò sưởi nhiệt điện (TEN) và các thiết bị tương tự. Để cung cấp cho người tiêu dùng phản ứng với họ, cần phải cung cấp một mức đáng kể của công suất máy phát vì họ chịu đựng kém các thành phần bất đối xứng của các quá độ xảy ra trong mạch khi khởi động động cơ điện.
Để thúc đẩy và duy trì vòng quay của rôto máy phát, cần phải áp dụng mô-men xoắn cho nó. Nguồn của nó có thể là năng lượng:
-
gió;
-
dòng nước;
-
động cơ đốt trong.
Năng lượng gió cho ngôi nhà
Nó thuộc về công nghệ thân thiện với môi trường để tạo ra điện.Tuy nhiên, một hệ thống điện dự phòng cho ngôi nhà dựa trên việc thu năng lượng gió có thể không phải lúc nào cũng hiệu quả. Khối lượng và tốc độ của khối không khí di chuyển trong khí quyển trong các điều kiện khí hậu khác nhau khác nhau đáng kể.
Ở hầu hết Nga, gió không phải là vĩnh viễn, tùy thuộc vào nhiều lý do, bao gồm cả thời gian trong năm và điều kiện thời tiết. Chúng được theo dõi và thu thập bởi các dịch vụ khí tượng. Bằng các phép đo của họ, chỉ có thể ước tính hiệu quả của việc sử dụng động cơ gió để tạo và truyền mô-men xoắn tới máy phát.
Năng lượng được tạo ra bởi máy phát điện gió cũng bị ảnh hưởng bởi:
-
thiết kế tuabin gió;
-
sự lựa chọn vị trí và chiều cao của bánh công tác;
-
cài đặt đúng;
-
mạch ứng dụng và nhiều yếu tố khác.
Tìm hiểu thêm về việc sử dụng năng lượng gió ở đây: Máy phát điện gió ở Nga - cách chọn, cài đặt và tránh thất vọng
Khai thác năng lượng của nước di chuyển
Việc sử dụng thủy điện trong nhà có thể tạo điều kiện thuận lợi cho cuộc sống của chủ sở hữu ngôi nhà. Nhưng, sông suối không phải lúc nào cũng chảy gần nhà chúng ta ...
Ngoài ra, ao của chúng tôi thường đóng băng vào mùa đông, phủ một lớp băng dày. Và điều này làm phức tạp đáng kể việc cung cấp điện, nhưng không loại trừ hoàn toàn việc sử dụng nó.
Các kỹ thuật hiện đại để lắp đặt tua-bin thủy lực dưới độ sâu hình thành băng cho phép lấy năng lượng từ dòng nước di chuyển quanh năm.
Để lấy mẫu sức mạnh của dòng thủy lực tại nhà, các cấu trúc thủy điện không đập đơn giản là phù hợp nhất. Chúng có thể được thực hiện dựa trên:
-
bánh xe nước;
-
cánh quạt;
-
cánh quạt Daria;
-
nhà máy thủy điện vòng hoa.
Việc sử dụng năng lượng nhiệt của nhiên liệu trong động cơ đốt trong
ICE hiện đại cho máy phát điện gia đình hoạt động trên:
-
xăng dầu;
-
nhiên liệu diesel;
-
khí tự nhiên hoặc hóa lỏng.
Máy phát điện gas thường được thiết kế để tạo ra điện có công suất tương đối nhỏ trong vài giờ. Chúng được tạo ra với một hệ thống làm mát bằng nước hoặc thậm chí là không khí, được trang bị máy phát điện không đồng bộ.
Thiết kế động cơ xăng không chiếm nhiều không gian, nhỏ gọn, thuận tiện cho việc vận chuyển. Chúng thường được sử dụng để cung cấp năng lượng cho các ngôi nhà, tiến hành các công trình xây dựng ngắn, nơi không có mạng điện cố định.
Nhưng để cung cấp năng lượng lâu dài cho người tiêu dùng mạnh mẽ trong điều kiện hoạt động khắc nghiệt, chúng không phù hợp.
Máy phát điện diesel để sử dụng trong nước được tạo ra mạnh mẽ hơn. Tùy thuộc vào thiết kế của hệ thống làm mát động cơ, chúng có thể được thiết kế để hoạt động liên tục.
Các nhà sản xuất sản xuất chúng với các máy phát đồng bộ hoặc không đồng bộ, hệ thống kiểm soát cung cấp và tự động hóa với độ phức tạp khác nhau. Phổ biến là các thiết kế của các thiết bị chứa mô-đun của DES.
Sự hiện diện của chức năng ABP giúp mở rộng khả năng của các nhà máy điện diesel trong các hệ thống điện dự phòng cho gia đình.
Tuy nhiên, chúng, giống như động cơ xăng, phát ra các sản phẩm đốt độc hại vào khí quyển, tạo ra nhiều tiếng ồn, độ rung. Điều này đòi hỏi phải áp dụng các biện pháp kỹ thuật đặc biệt để giảm các yếu tố gây hại này.
Nhà máy điện khí chạy bằng khí tự nhiên hoặc hóa lỏng. Chúng được kết nối với một mạng khí cố định hoặc bể chứa khí hóa lỏng. Chi phí vận hành của họ thấp hơn so với các trạm xăng và dầu diesel do giá xăng thấp hơn.
Chúng có thể bao gồm các máy phát không đồng bộ hoặc đồng bộ, các hệ thống tự động hóa có độ phức tạp khác nhau. Thông thường, chúng được sản xuất trong một phiên bản container để hoạt động lâu dài không bị gián đoạn trong chế độ tự động với khả năng điều khiển và giám sát từ xa.
Ngoài ra, khí thải của các sản phẩm đốt vào khí quyển từ các động cơ này được đặc trưng bởi hàm lượng các chất có hại thấp.
Nhiều lựa chọn các nguồn năng lượng với nhiều công suất và thiết kế khác nhau, sử dụng các nguồn năng lượng có sẵn cho một khu vực nhất định, cho phép chủ sở hữu của ngôi nhà chọn hệ thống điện dự phòng phù hợp nhất cho nhu cầu của mình.
Đọc thêm về chủ đề này: Các nguồn cung cấp điện liên tục (UPS) được sắp xếp và hoạt động như thế nào?
Xem thêm tại electro-vi.tomathouse.com
: