генератор или ибп для частного дома
Обзор новинок для строительства автономного загородного дома
В связи с постоянным ростом цен на энергоносители, сложностью и дороговизной подключения к электро- и газовым сетям, многие загородные жители задумываются о создании автономного энергонезависимого дома. Пережить отключение электричества, суровую зиму, сэкономить на отоплении, а также обеспечить дом электроэнергией можно с помощью новинок, о которых рассказывается в нашем новостном обзоре.
Эксплуатация современного загородного дома невозможна без надёжного электрообеспечения котельной, циркуляционных, погружных и дренажных насосов, а также бытового электрооборудования. Чтобы жить с комфортом даже при отключении электричества, аварии на подстанции и обрыве проводов, компания CyberPower предлагает установить инверторный источник бесперебойного питания CPS 3500 PRO.
Благодаря мощности в 3500 ВА (2.4 кВт), к ИБП можно подключить такое оборудование, как: отопительный котёл, циркуляционные и погружные насосы, станцию водоснабжения. Кроме этого, ИБП может запитать холодильник, телевизор и систему видеонаблюдения.
Следует отметить, что CPS 3500 PRO выдаёт форму выходного напряжения в виде чистой синусоиды и обеспечивает стабилизацию напряжения, подавая на потребитель 220 В 50 Гц. Т.е. — всё вышеперечисленное оборудование обеспечивается качественной электроэнергией, необходимой для его нормальной и безаварийной эксплуатации.
Таким образом, при отключении электричества наиболее важные энергозависимые потребители продолжат работу, что особенно актуально зимой. Увеличить время автономной работы оборудования можно за счет установки дополнительных аккумуляторных батарей, которые просто подключаются к ИБП.
Среди технических характеристик CPS 3500 PRO можно выделить:
Дизельные и бензиновые электрогенераторы — это проверенный временем способ автономного энергоснабжения зданий в условиях перебоев с централизованной подачей электричества. Эта технология проста, понятна и достаточно надежна. Но в последние годы реальной альтернативой топливным электрогенераторам стали источники бесперебойного питания (ИБП), работающие по накопительному принципу. Вместо того, чтобы вырабатывать электричество путем сжигания топлива, они накапливают его, пока есть центральное электроснабжение, и отдают во время отключений света.
ИБП предназначены в первую очередь для бытового использования, поскольку их мощность невелика и не позволяет обслуживать мощное электрооборудование. Тем не менее, при использовании в квартире или на даче они являются достойным конкурентом топливным генераторам. Все преимущества ИБП становятся очевидны, если сравнить их плюсы и минусы с плюсами и минусами генераторов.
Преимущества ИБП:
Преимущества топливного генератора:
Недостатки ИБП:
Недостатки топливного генератора:
Таким образом, очевидно, что с точки зрения эксплуатационных качеств ИБП подходит для квартиры или небольшого частного дома лучше, чем дизельный/бензиновый электрогенератор. Он не шумит, не загрязняет воздух, пожаробезопасен и просто удобен в использовании. С другой стороны топливный генератор более предпочтителен для ситуаций, когда нужно обеспечить питание мощных потребителей электроэнергии, например, промышленного оборудования.
Теперь давайте подсчитаем, что выгоднее с финансовой точки зрения — ИБП или генератор. За основу возьмем стандартную ситуацию —ежемесячные краткосрочные (2-6 часов) отключения электроэнергии в частном доме. Расчётный период — 10 лет.
Стоимость эксплуатации ИБП мощностью 800 Вт с батареей на 8 часов:
Итого за 10 лет работы всего около 550 долл. расходов.
Стоимость эксплуатации бензинового генератора на 800 Вт:
Итого за 10 лет работы всего около 300 долл. расходов.
Таким образом, с точки зрения экономии бензиновый генератор всё же выгоднее ИБП. Однако это справедливо лишь для ситуации, описанной выше: работа в среднем по 4 часа в месяц в течение 10 лет (совокупно 480 часов). Если же эксплуатировать автономный источник электроснабжения вдвое-втрое больше, то расходы на топливо для генератора вырастут пропорционально, а также добавится необходимость проведения капремонта двигателя. К тому же не следует забывать о том, что топливный электрогенератор просто нельзя использовать в жилом помещении (например, квартире), так как он слишком сильно шумит и отравляет воздух выхлопными газами.
Использование ИБП совместно с электрогенератором: как и зачем это делать
Содержание
Содержание
Аварийное отключение электроэнергии — нередкое событие. Сети перегружены, а подстанции не остывают даже по ночам. Для кого-то это романтика со свечами, а для других — критическая ситуация. Например, для медицинских учреждений, где любой скачок энергии может испортить оборудование и стать угрозой для жизни человека. Чтобы исключить возможные казусы, организации дублируют сеть с помощью электрогенераторов. Но для этого им приходится использовать источники бесперебойного питания. Какие и почему — разбираемся.
Обычный человек может кое-как существовать без электричества. Придется забыть о холодильнике, интернете и других прелестях современной жизни. Это неудобно и непривычно, но не вопрос жизни и смерти. Если без энергии останутся крупные организации, банки и магазины, то конец света начнется раньше срока. Достаточно на пару дней оставить супермаркет без электричества — и пиши пропало: большая часть продовольствия отправится на свалку, а жители ближайших районов останутся без свежих продуктов. Страшно представить, что будет, если без электричества останутся поликлиники и больницы с их сложной техникой, от которой зависят жизни пациентов.
Тогда счет идет не на дни или часы, даже не на минуты — всего несколько секунд без 220 В могут оказаться фатальными. Поэтому некоторые учреждения используют собственные подстанции или подводят дополнительные питающие линии с других направлений. Но не у всех есть возможность использовать «выделенку», поэтому приходится выходить из положения с помощью резервных систем. Например, использовать генератор.
Без него как без рук
Электрогенератор — это миниэлектростанция, которая работает на жидком топливе. В отличие от настоящих станций, которые вырабатывают электричество с помощью огромных турбин, гражданские трудяги используют для этого генераторы, похожие на автомобильные. Естественно, такая система не аккумулирует электричество, а выдает по факту. Поэтому для того, чтобы на выходе ДГУ появился устойчивый синус, необходимо дождаться выхода установки на рабочие обороты.
Время запуска зависит от многих факторов. На это влияет мощность катушек, а также тип двигателя, который приводит в движение систему генерации энергии. Например, домашние установки, выдающие до 10 кВт мощности, готовы к труду и обороне практически сразу после запуска. Зато промышленным генераторам мощностью от 100 кВт и выше требуется больше времени для старта. Такие станции могут разгоняться до рабочего состояния по 20-30 секунд, учитывая, что автоматика сама запускает двигатель при отсутствии сигнала с внешних линий.
Некоторые системы не умеют отслеживать напряжение в сети, поэтому их скорость реакции в экстренной ситуации будет снижена. Прибавим к этому время на заправку, назло заклинивший стартер — и 10-15 минут без электричества гарантированы. В некоторых ситуациях это некритично: «и пусть весь мир подождет». Но в большинстве случаев владельцы полагаются на станции и ожидают молниеносной реакции при нуле в розетках.
Чтобы заполнить промежуток между пропажей электричества и началом генерации собственной энергии, применяются источники бесперебойного питания.
ИБП плюс ДГУ
Современная техника достаточно подготовлена для работы в нестабильных условиях. Например, компьютерный блок питания способен функционировать в пределах 180-270 В. При этом конденсаторы блока питания накапливают достаточно энергии для того, чтобы компьютер не выключался при кратковременных скачках электричества. Но от полного отключения света конденсаторы не спасают. Поэтому для бесшовного перехода на питание от генератора приходится использовать специальные устройства.
Источники бесперебойного питания, APC или просто «бесперебойники» тоже являются генераторами электричества. Только в качестве топлива они используют не бензин или солярку, а аккумуляторы и накопленный в них заряд. Это их главное преимущество — при отключении электроэнергии ИБП просто переходит на работу от внутренней батареи. Время переключения составляет несколько миллисекунд. Этого достаточно, чтобы обеспечить непрерывную работу компьютера. Обычный офисный бесперебойник способен выдержать до 10–20 минут в режиме питания от аккумулятора. Поэтому каждый компьютер с ИБП «безболезненно» дожидается запуска генератора. То же самое происходит и с остальной техникой, чувствительной к перепадам напряжения: роутеры, модемы, серверы.
Запас прочности
Казалось бы, ток, протекающий через связку «компьютерный БП — бесперебойник — генератор», должен быть идеальным, но на деле все оказывается печально. Хотя бы потому, что непродуманная система питания будет все время напоминать о себе вечным «пик-пик» от бесперебойника.
Генератор выдает ток определенной частоты. Она может варьироваться в допустимых пределах, что регламентировано производителем и допускается большинством потребительских электроприборов. Только ИБП щепетильно относится к этому показателю и готов откликнуться даже на самые незаметные колебания своевременным переключением на батареи. В результате пользователь получает постоянно клацающий и пищащий ИБП при исправных 220 В в розетке, а позже — и нервный тик.
Чаще всего это происходит из-за недостаточной мощности генератора. В холостой нагрузке маломощные установки подают ток с завышенной частотой. Электрический чайник этого не замечает, зато ИБП считает частоту сети 55-56 Гц небезопасной для работы техники и автоматически переключается на работу от батарей. То же самое происходит при падении частоты ниже допустимого. По мнению бесперебойника, ток с частотой 49 Гц — это веская причина снова переключиться на аккумулятор.
Поэтому рекомендуется подбирать питание, исходя из максимальной мощности сети. Золотое правило — генератор должен быть в три раза мощнее потребителя. Необходимо найти суммарную мощность всей сети и умножить полученную цифру на три. Допустим, генератор должен обеспечить энергией пять офисных компьютеров по 200 Вт, две лампы освещения по 100 Вт и различную периферию с суммарным потреблением в 200 Вт. Итого — 1,4 кВт. Значит, в соответствии с золотым правилом, генератор должен выдавать как минимум 3-4 кВт.
Лайн или онлайн
Выбирая систему резервного питания, нужно учитывать не только суммарную мощность сети, но и тип потребителей. Сценарий с офисом — это примитивный вариант. Как правило, компьютерные БП хорошо справляются с колебаниями частоты и амплитуды тока, то же самое касается и остальной офисной электроники. Другое дело — техника, чувствительная к перепадам напряжения. Например, автоматические газовые котлы.
Они мгновенно реагируют на кратковременные изменения в сети и отключаются при малейшем скачке напряжения. Лучше не думать, к чему приведет отключение отопления зимой, когда все находятся на работе. Поэтому грамотные специалисты учитывают специфику настраиваемой сети и подбирают резервное питание индивидуально по группам: Off-line, Line-Interactive и On-line.
ИБП категории Off-line отличаются упрощенной схемой работы. Это распространенные бесперебойники, которые используются в паре с домашними или офисными компьютерами, принтерами, ноутбуками. Время переключения такого ИБП с сетевого напряжения на питание от аккумулятора составляет 10–20 мс. Этого достаточно, чтобы техника не успела отключиться во время перепада напряжения или прекращения подачи электроэнергии. ИБП типа Off-line не имеют встроенной защиты от помех, а также стабилизатора напряжения.
Устройства серии Line-Interactive отличаются наличием «ума» в конструкции ИБП. Они работают по тому же принципу, что и Off-line, но умеют стабилизировать и фильтровать напряжение. При нестабильном входящем токе такой бесперебойник будет частично гасить колебания тока, хотя от сильных скачков частоты он не защищает.
Продвинутый тип источников питания — On-line. Эти ИБП работают по принципу двойного преобразования. Для этого система преобразует входящий переменный ток в постоянный, фильтрует и стабилизирует его, а затем преобразует в переменный. После чего на выходе из бортовых розеток техника получает чистый синус. Это важно, если бесперебойник работает в паре с генератором, который не способен плавно регулировать напряжение. Вторая ключевая характеристика этих ИБП — нулевое время переключения. Устройства On-line переключаются между источниками питания мгновенно — то, что нужно котлам, процессорным системам управления, дата-центрам, серверам.
Нет генератора — нет проблем?
Резонно задать вопрос — зачем использовать сложную систему и дублировать генератор с помощью ИБП, если можно сразу организовать мощную систему бесперебойного питания на аккумуляторах? Ответ в вопросе — ключевое слово «мощную». Бензиновый генератор мощностью 3 кВт способен проработать на полном баке до 10 часов. При этом он будет работать и дольше, если позаботиться о дополнительных канистрах с топливом. Что случится с бесперебойником после исчерпания заряда аккумулятора? Он отключится и будет дожидаться электричества, чтобы восполнить запас энергии.
Конечно, можно построить ИБП размером с комнату: установить несколько мощных каскадов преобразователей, заполнить квадратные метры десятками аккумуляторов и наслаждаться непрерывной работой резервного питания в течение нескольких часов. Как правило, такие системы выдают ровный и пригодный для сложной техники ток. Но это дорого и почти всегда экономически невыгодно. Поэтому комнаты-аккумуляторы используют в больницах и там, где надежность преобладает над выгодой.
Для частных случаев генератор и ИБП — незаменимые товарищи. Тем более их работу можно автоматизировать и закольцевать: ИБП посылает сигнал на запуск генератора, заряжается, глушит двигатель. И так далее по кругу.
Что выбрать: ИБП или генератор?
Энергозависимость наших домов растет каждый год. Разнообразные устройства и приборы, техника и гаджеты вызывают необходимость в постоянном доступе к качественной сети энергоснабжения. В городах и крупных населенных пунктах эта проблема решается государством посредством централизованной разветвленной сети подачи электричества. Проблема остается за городом: низкое качество или отсутствие электроэнергии чревато невозможностью работы такого оборудования как котлы отопления, водоснабжения, систем охраны, холодильников и пр. Решением является установка аварийного источника бесперебойного питания: ИБП или генератора. Так что же выбрать?
Бензиновые, дизельные или газовые генераторы.
Китайские генераторы фабричного производства. Система автоматическая регулировка напряжения (AVR) более качественная и сигнал на выходе как правило синусоидальный. Фирмы-производители: Hyundai, Kipor, Fubag и др. Мощность: 1-10 кВт. Стоимость: 50-120т.р. Такие генераторы изготавливаются по установленным на фабриках стандартам и подходят для питания электричеством домашних приборов. Этот вариант генератора самый доступный из возможных по соотношению “цена-качество”.
Стационарные генераторы с водяным охлаждением. Мощность: 5кВт и более. Характеристики: AVR, кожух, подогрев. Как правило всегда есть модели в кожухе с подогревом, которые можно устанавливать прямо на улице. Стоимость: 300-700 т.р.
Для нормального функционирования генераторов, необходимо докупать и устанавливать дополнительное оборудование:
— щит автоматического ввода резерва (АВР – но не путать с AVR). Стоимость от 30т.р. до 70тр.
— системы отвода выхлопных газов. Стоимость от 20тр до 40тр.
— обустройство помещения с приточно-вытяжной вентиляцией для размещения генератора. Стоимость от 50 тр.
Инвертор или ИБП без двойного преобразования.
Это устройства часто называют просто инверторами. При наличии напряжения в внешней сети, инвертор пропускает его на потребителей. Если напряжение пропадает, то инвертор начинает генерировать чистое синусоидальное напряжение от аккумуляторов. Время перехода составляет менее 4-20 мс и никак не влияет на котлы и обычные бытовые приборы. Инверторы подразделяются по типу преобразования (низкочастотные и высокочастотные) и по форме выходного сигнала (с модифицированной синусоидой и чистой синусоидой на выходе).
При этом необходимо отметить, что не все ИБП могут долго работать в автономном режиме. ИБП предназначенные для компьютерной техники рассчитаны на работу в течение 5-15 минут. Компьютерные ИБП сделаны для того, чтобы во время этого периода либо должен быть запущен генератор, либо компьютер должен быть безопасно выключен с сохранением данных на диск.
Инверторы с модифицированным синусом на выход могут работать только с простыми приборами (свет, телевизор, и, может быть, компьютер), и не предназначены для питания любых нелинейных нагрузок. Инверторы с чистым синусоидальным сигналом на выходе – как например инверторы Bineos ™, работают с любыми типами нагрузок.
Инверторы с низкочастотным преобразованием были самими первыми такими устройствами. Их отличает большой вес (30-50кг!) и, если использованы качественные компоненты, чуть более высоким КПД преобразования. Например, инверторы таких известных марок как Victron, Schndeider Electric, Outback имеют КПД до 94-96% при мощности 3-4 кВт. Но из-за того, что применяется высококачественный мощный трансформатор с большим количеством медного провода, цена таких инверторов очень высока от 80 до 250тр. Некоторые менее известные бренды пытаются уменьшить стоимость таких инверторов путем использования меньших по размеру трансформаторов, что приводит к отказам при подключении к ним нагрузок близких к номиналу по паспорту и невозможностью долго работать на таких уровнях нагрузки из-за перегрева обмоток. Инверторы с заниженными по мощности трансформаторами не стоит использовать при нагрузках выше 70% от номинала.
ИБП двойного преобразования.
Время переключения на резервное питание
Время запуска генератора составляет 10-150с. За это время, при отключении напряжения в сети, автоматика отправляет команду пуска генератора. Запускается и прогревается холодный двигатель. После этого напряжение подается на приемник. Таким образом, использование генератора не может обеспечить бесперебойного питания. Требовательная к наличию постоянного наличия тока электроника отправится в перезагрузку, произойдет сбой программ.
Возможные проблемы при запуске:
· аккумулятор генератора разряжен и нет возможности прокрутить стартер
· низкий уровень масла в двигателе или его плохое качество
· топливо в баке выработалось после прошлого использования
· топливо или топливная смесь кристаллизовалась из-за долгого простоя
· загрязнение топливной аппаратуры или «завоздушивание» карбюратора
· залитые или вышедшие из строя свечи зажигания
· выработан ресурс генератора
· неисправности в системе охлаждения
· неисправности в системе вентилирования
· неисправности в приводе заслонок.
Инверторы переходит в автономный режим за время 4-10 мс. Это время равное полупериоду синусоиды. Иными словами, электроника продолжит свою работу без видимых сбоев. Онлайн-ИБП не имеет времени перехода в автономный режим, то есть оно равно 0. Типичных проблем перехода ИБП на аккумуляторы нет, потому как переключение происходит посредством твердотельного или силового реле, а его срок эксплуатации рассчитан с большим запасом.
Настоящее бесперебойное питание обеспечивают только системы на инверторах или ИБП двойного преобразования. Питание от генераторов лишь условно можно назвать бесперебойным, потому что любой электроприбор за время перехода отключиться/уйдет в перезагрузку, что часто требует ручного перезапуска для многих систем дома.
Продолжительность автономной работы
Время автономной работы генератора зависит от его типа, конструктивных особенностей, вида топлива, а также количества потребляемого топлива при работе без нагрузки. При этом расход не сильно зависит от потребляемой электроприборами мощности, а зависит только от исполнения двигателя – можно условно считать, что на холостом ходу генератор потребляет всего на 30% меньше, чем при работе на номинальную нагрузку.
Генератор с воздушным охлаждением, в большинстве случаев, рассчитан на 7-9 часов непрерывной работы без дозаправки. После этого двигателю необходимо остывать 30-60 минут после выработки топлива. При этом, заправка производится при выключенном двигателе в целях безопасности.
Генераторы с водяным охлаждением может работать без остановок несколько суток или даже недель. Но если нет системы непрерывной подачи топлива с внешним баком, то все равно дозаправка производится при выключенном двигателе.
Инверторы, в составе ИБП, не имеют подверженных износу деталей и узлов, и время работы ограничивается лишь емкостью аккумуляторов и потребляемой приемником мощностью. Если приемник выключен, то и аккумуляторы не расходуют заряд.
При длительных перерывах электроснабжения, будет правильно использовать качественный стационарный дизельный генератор с водяным охлаждением и расположенный в отдельном помещении. Но и цена покупки и обустройства будет сравнима с ценой нового автомобиля. Правда и в этом случае у вас будут перерывы в электроснабжении длительностью 2-10 минут для запуска генератора.
При коротких и средних перерывах намного выгоднее и практичнее ставить систему резервирования на ИБП. Особенно если вы не постоянно проживаете в доме. Такая система автоматически и со 100% надежностью не даст отключиться системе отопления в зимний период или не оставит систему охраны без питания ни на секунду. Даже если во время аварии на внешней линии электроснабжения вы находитесь в доме, то достаточно отключить лишних потребителей электроэнергии, чтобы время автономной работы ИБП увеличивается в разы. В тоже время, генератор этим похвастаться не может.
При подборе инвертора руководствуйтесь продолжительностью возможного отключения электричества. Чаще всего системы бесперебойного питания рассчитывают на срок автономной работы от 4-6 до 16-24 часов.
Эксплуатация и сервис 
Все генераторы имеют механические узлы и детали, подверженные износу и перегреву. Для обеспечения их правильной работы предусмотрены периоды техобслуживания, которые должны делать специалисты. При плохом техобслуживании или его пропусках, двигатель генератора выходит из строя. Обычный срок эксплуатации недорогого бензинового или дизельного генератора с воздушным охлаждением варьируется в диапазоне от 200 до 500 моточасов. Генераторы с водяным охлаждением могут работать при правильном обслуживании до 7000 часов. Для работы генераторов необходимы расходные и горюче-смазочные материалы. В среднем затраты на ТО оцениваются как 20-30% от стоимости топлива, выработанного в межсервисный период – это также надо учитывать при планировании покупки генератора.
Инверторы и ИБП – системы в высоким сроком службы. Инверторы не имеют механических деталей и узлов (за исключением вентиляторов), и, при правильно выбранном продукте срок эксплуатации их составляет до 10 и более лет. Периодическое техобслуживание не помешает и этим системам – обычно это очистка вентиляторов от пыли и проверка баланса АКБ. В зависимости от запыленности места установки прибора, вентиляторы и систему охлаждения необходимо очищать от пыли один раз в 1-2 года.
Шум и выделение выхлопных газов
Шум генератора можно устранить за счет установки его вдали от жилого пространства и оборудования специального помещения с шумозащитой. Если эти условия не выполняются, работающий генератор слышен в доме. Сам по себе шум достаточно громкий и может причинить дискомфорт как вам, так и вашим соседям. А вот с выхлопными газами генератора просто так побороться сложно. Единственный вариант отдалить генератор настолько далеко, чтобы выхлопные газы рассеивались не доходя до вашего дома.
Для устранения шума генератора необходимо обустраивать место его установки. ИБП лишен этого недостатка благодаря естественному отсутствию производимых шумов.
Для работы бензинового или дизельного генератора обустраивается специальное помещение с особыми нормами безопасности. Это может быть периферийное строение на участке, гараж или отведенное помещение в доме. На площадке обеспечивается вентиляция и газоотведение, а также шумоизоляция разных типов. Силовые линии проводятся от генератора в дом.
Для установки ИБП подбирается сухое вентилируемое помещение. Температура воздуха в помещении должна быть выше ноля, хотя они прекрасно работают и при отрицательных температурах до минус 10-25 градусов. ИБП объективно проще и дешевле генераторов в установке.
Выводы из сравнительного анализа генератора и ИБП:
· Стоимость генераторов и инверторов вариативна и имеет значительный разброс от марки и типа. При одинаковом уровне качества, инвертор обычно дешевле генератора. При установка генераторов требует затрат, что делает решение на инверторах/ИБП еще более выгодным.
· ИБП обеспечивает бесперебойное питание приемника, генератор не имеет такой возможности без дополнительно установленного оборудования.
· Продолжительность автономной работы ИБП зависит от нагрузки. На генераторы этот параметр влияет мало. Генераторы предпочтительнее устанавливать при систематическом отключении электричества на срок от суток и более.
· Качество подаваемого напряжения у ИБП несравнимо выше и подходит для питания чувствительных к этому параметру электроприборов. Генераторы, за исключением дорогих, не могут обеспечить высокое качество электричества.
· ИБП неприхотливы в использовании и не требуют проведения трудозатратных сервисных работ. Их срок службы больше чем у генераторов.
· ИБП, в отличие от генераторов, бесшумны и не выделяют выхлопных газов.
· Установка генератора требует наличия подходящего места с вентиляцией, системой газоотведения и, зачастую, бетонной площадки. ИБП для работы требуется любое подсобное помещение с вентиляцией и нормальной влажность.