Système d'alimentation de secours pour la maison - caractéristiques de l'appareil et fonctionnement

Le progrès technologique ne s'arrête pas. Les résidents des immeubles à plusieurs étages dans les mégapoles commencent à oublier les cas de pannes prolongées et tous les problèmes qui leur sont associés. Cependant, pour le reste de la population, ce problème n'est pas encore complètement résolu.

Les problèmes d'alimentation de secours pour les propriétaires d'une maison ou d'un chalet privé détaché sont toujours d'actualité. Notre État n'est pas encore en mesure de fournir pleinement une électricité de haute qualité.

Comment est le système d'alimentation de secours pour la maison

La composition du complexe classique des dispositifs de sauvegarde techniques

Pour assurer le fonctionnement normal des appareils électroménagers en cas de perte d'énergie électrique externe, utilisez:

• un ensemble de batteries qui créent une tension totale de 12, 24, 36 ou 48 volts;

• un onduleur qui convertit le courant continu de la batterie en 220V alternatif.

Les systèmes modernes ne traitent pas seulement de la redondance, dont la fonction dans le passé récent était assez souvent réalisée par une commutation manuelle de l'opérateur, mais ils fournissent une alimentation électrique ininterrompue en mode automatique sans intervention humaine.

Alimentations sans coupure (UPS)fonctionnant dans le cadre du système de sauvegarde «hors ligne, en veille» dans des conditions de charge normales, remplissent 2 fonctions:

1. surveiller l'état du réseau électrique primaire en filtrant les surtensions et les interférences électromagnétiques;

2. chargez la batterie pour maintenir sa capacité nominale.

Lorsque les paramètres du réseau d'alimentation externe dépassent les valeurs critiques ou que l'alimentation est complètement coupée, l'automatisation de l'onduleur reconnecte la charge sur l'onduleur, qui prend le courant continu des batteries.

Un système d'automatisation basé sur un contrôleur est souvent intégré dans la conception d'un onduleur moderne. L'image ci-dessus montre la division conditionnelle des consommateurs d'électricité en deux groupes avec des moteurs électriques asynchrones et des alimentations électroniques. Habituellement, ils sont branchés à l'emplacement de l'appartement.

Ce circuit source de secours est généralement appelé actif car il surveille en permanence les paramètres du réseau, connectant l'alimentation autonome à la charge après avoir déterminé qu'un dysfonctionnement s'est produit dans le circuit d'alimentation. Avec cette méthode, l'automatisation nécessite au moins un temps petit mais tout à fait défini pour analyser la situation et effectuer la commutation. À ces moments, une courte pause de temps mort se forme.

Sa présence obligatoire est le principal inconvénient de ce système, mais, en pratique, il n'a pas d'effet particulier sur le fonctionnement des appareils électroménagers. Après tout, les moteurs électriques en rotation continuent de fonctionner par inertie, sans avoir le temps de s'arrêter, et les circuits électroniques des appareils informatiques à microprocesseur sont connectés à l'alimentation de secours de l'onduleur en utilisant exactement les mêmes algorithmes.

Comment réduire la charge sur l'onduleur et la batterie

Lors de la commutation, vous pouvez réduire les pertes d'énergie qui se produisent dans le circuit et prolonger la durée de vie de la batterie de plusieurs manières.

Lampes d'éclairage

L'organisation du système d'alimentation de secours et son coût sont étroitement liés à la consommation électrique du réseau. Par conséquent, la question des économies d'électricité et de la transition vers des technologies économes en énergie devrait accorder une attention particulière.

Pour réduire la charge sur l'onduleur et en même temps la taille de la charge d'éclairage, vous pouvez simplement remplacer les lampes à incandescence ordinaires par des lampes fluorescentes, halogènes, lampes à économie d'énergie (fluorescentes compactes) ou LED.

Vous pouvez également diviser les sources de lumière électrique en deux groupes:

1. utilisation permanente;

2. éclairage local de service.

Lors du passage au travail à partir de l'onduleur, cela ne permettra que des sources limitées à utiliser, et tout le reste doit être connecté exclusivement si nécessaire.

Simplification des algorithmes pour les appareils électroménagers

Presque tous les appareils électroniques (téléviseurs, ordinateurs, téléphones et autres appareils) ont des alimentations qui créent 12 volts de tension continue à partir d'un réseau variable 220. Ils peuvent être intégrés ou à distance, comme un ordinateur portable.

Lorsque de tels récepteurs d'énergie électrique sont alimentés par l'onduleur et non par un réseau externe, alors avec le schéma de connexion habituel, une double conversion d'énergie se produit:

• tout d'abord, l'onduleur prend une tension de 12 volts des batteries à l'hélium et la convertit en ≈220, qui est envoyée à l'ordinateur portable, comme dans notre cas;

• puis le bloc d'alimentation de ces appareils ≈ 220 V se redresse à ± 12 V.

Il est tout à fait logique d'exclure de tels processus des algorithmes et, lors du passage à l'alimentation de secours, d'utiliser un circuit lorsque le contrôleur de l'onduleur fournit directement une tension de batterie de 12 volts à tous les composants électroniques de l'ordinateur sans gaspiller d'énergie lors de sa double conversion. Cela peut être fait en créant un circuit de prises parallèles pour connecter les batteries à l'hélium à de tels appareils.

Cependant, l'exemple ci-dessus avec un ordinateur portable ne montre que le principe de la construction d'un schéma d'alimentation de secours, bien que l'ordinateur mobile lui-même dispose d'une batterie intégrée qui remplit les fonctions d'un onduleur.

Lorsque l'alimentation externe est déconnectée dans un circuit similaire, la charge sur l'onduleur et la batterie dans son ensemble est réduite.

Réserve d'énergie du soleil, du vent, de l'eau, moteur à combustion interne

Avec un circuit correctement sélectionné, les batteries à l'hélium peuvent réserver de l'énergie pendant longtemps, mais leur capacité n'est pas infinie. Le temps viendra où ils devront être rechargés.

Pour cela, l'énergie d'autres sources de courant est généralement utilisée:

• batterie solaire;

• champ électromagnétique d'un générateur en fonctionnement.

L'utilisation de l'énergie solaire

Les conceptions des cellules solaires sont constamment améliorées et sont populaires. Ils se retrouvent de plus en plus non seulement dans les systèmes de réservation des ménages, mais également en tant que principales sources d'électricité.

Lors de l'utilisation de panneaux solaires, il est important d'ajuster l'algorithme de fonctionnement du contrôleur afin que l'énergie solaire non seulement supporte la capacité des batteries à l'hélium, mais qu'elle soit également directement acheminée vers les alimentations électriques des consommateurs avec un circuit électronique, leur fournissant du courant électrique.

En savoir plus sur l'utilisation des panneaux solaires dans le système d'alimentation de secours ici: Centrales solaires pour la maison

Utilisation de groupes électrogènes

Pour un usage domestique, machines AC rotatives. Ils ont des générateurs en fonction du rapport des champs électromagnétiques tournants du rotor et du stator:

1. synchrone;

2. asynchrone.

Les premières conceptions sont plus complexes, elles perçoivent bien les charges inductives créées par les moteurs électriques en rotation, mais plus chères.

Les générateurs asynchrones sont principalement conçus pour alimenter les charges actives des lampes à incandescence dans les circuits d'éclairage, les radiateurs électriques thermiques (RTE) et les appareils similaires. Pour alimenter les consommateurs réactifs avec eux, il est nécessaire de fournir une marge importante de puissance de générateur car ils tolèrent mal les composants asymétriques des transitoires qui se produisent dans le circuit lors du démarrage des moteurs électriques.

Pour favoriser et maintenir la rotation du rotor du générateur, il est nécessaire de lui appliquer un couple. Sa source peut être l'énergie:

• le vent;

• courants d'eau;

• moteur à combustion interne.

L'énergie éolienne pour la maison

Il appartient à la technologie écologique de production d'électricité.Cependant, un système d'alimentation de secours pour la maison, basé sur la capture de l'énergie éolienne, peut ne pas toujours être efficace. Les volumes et les vitesses des masses d'air se déplaçant dans l'atmosphère dans différentes conditions climatiques diffèrent considérablement.

Dans la majeure partie de la Russie, les vents ne sont pas permanents, pour de nombreuses raisons, notamment la période de l'année et les conditions météorologiques. Ils sont contrôlés et collectés par le service météorologique. À partir de leurs mesures, vous ne pouvez qu'évaluer approximativement l'efficacité de l'utilisation d'éoliennes pour générer et transmettre un couple à un générateur.

La puissance générée par l'éolienne est également affectée par:

• conception d'éoliennes;

• le choix de l'emplacement et de la hauteur de la roue;

• installation correcte;

• circuits appliqués et de nombreux autres facteurs.

En savoir plus sur l'utilisation de l'énergie éolienne ici: Éoliennes en Russie - comment choisir, installer et éviter toute déception 

Exploiter l'énergie de l'eau en mouvement

L'utilisation de l'hydroélectricité dans la maison peut grandement faciliter la vie du propriétaire de la maison. Mais, les rivières et les ruisseaux ne coulent pas toujours près de nos maisons ...

De plus, nos étangs gèlent généralement en hiver, recouverts d'une couche de glace épaisse. Et cela complique grandement l'alimentation, mais n'exclut pas complètement son utilisation.

Les techniques modernes d'installation des turbines hydrauliques en dessous de la profondeur de la formation de glace permettent de tirer de l'énergie des flux d'eau en mouvement toute l'année.

Pour échantillonner la puissance du débit hydraulique à la maison, les structures hydroélectriques simples sans barrage sont les mieux adaptées. Ils peuvent être effectués sur la base de:

• roue hydraulique;

• hélice;

• rotor Daria;

• centrale hydroélectrique de guirlande.

L'utilisation de l'énergie thermique du carburant dans un moteur à combustion interne

L'ICE moderne pour les générateurs domestiques fonctionne sur:

• essence;

• carburant diesel;

• gaz naturel ou liquéfié.

Générateurs de gaz généralement conçu pour produire de l'électricité d'une capacité relativement faible pendant plusieurs heures. Ils sont créés avec un système de refroidissement à eau ou même à air, équipés de générateurs asynchrones.

Les conceptions de moteurs à essence ne prennent pas beaucoup de place, sont compactes, pratiques pour le transport. Ils sont souvent utilisés pour alimenter les chalets, effectuer de courts travaux de construction là où il n'y a pas de réseau électrique fixe.

Mais pour l'alimentation à long terme de consommateurs puissants dans des conditions de fonctionnement extrêmes, ils ne conviennent pas.

Générateurs diesel pour un usage domestique sont créés plus puissants. Selon la conception du système de refroidissement du moteur, ils peuvent être conçus pour un fonctionnement continu.

Les fabricants les produisent avec des générateurs synchrones ou asynchrones, des systèmes de contrôle de l'approvisionnement et une automatisation de complexité variable. Les conceptions des dispositifs de conteneurs modulaires du DES sont populaires.

La présence de la fonction ABP étend les capacités des centrales diesel dans les systèmes d'alimentation de secours pour la maison.

Cependant, comme les moteurs à essence, ils émettent des produits de combustion toxiques dans l'atmosphère, créent beaucoup de bruit et de vibrations. Cela nécessite l'adoption de mesures techniques spéciales pour réduire ces facteurs nocifs.

Centrales électriques à gaz fonctionner au gaz naturel ou liquéfié. Ils sont reliés à un réseau de gaz fixe ou à des réservoirs de stockage de gaz liquéfié. Le coût de leur fonctionnement est inférieur à celui des stations essence et diesel en raison du prix plus bas du gaz.

Ils peuvent comprendre des générateurs asynchrones ou synchrones, des systèmes d'automatisation de complexité variable. Le plus souvent, ils sont fabriqués dans une version conteneur pour un fonctionnement long et ininterrompu en mode automatique avec possibilité de contrôle et de surveillance à distance.

De plus, les émissions de produits de combustion dans l'atmosphère par ces moteurs se caractérisent par une faible teneur en substances nocives.

Un large choix de sources d'énergie de différentes capacités et conceptions, utilisant des vecteurs d'énergie disponibles pour la zone donnée, permet au propriétaire de la maison de choisir le système d'alimentation de secours le plus optimal pour ses besoins.

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