- •Система электроснабжения от автономных источников
- •Определение потребностей
- •Режимы автономного электроснабжения
- •Комфортное электроснабжение
- •Умеренное электроснабжение
- •Базовое электроснабжение
- •Аварийное электроснабжение
- •Сравнение режимов автономного электроснабжения
- •Выбор оборудования
- •Выбор напряжения системы
- •Выбор инвертора
- •Выбор аккумуляторов
- •Соединение аккумуляторов
- •Выбор типа аккумуляторов
- •Токи заряда и разряда. Окончательный выбор ёмкости
- •Выбор проводов
- •Конфигурация электросети
- •Организация сегментов сети
- •Автономный защищённый сегмент
- •Переключаемый защищённый сегмент
- •Подзаряжаемый защищённый сегмент
Аварийное электроснабжение
Аварийный режим подразумевает жёсткое ограничение потребностей, однако в отличие от предыдущих случаев, предполагается, что автономная работа в таком режиме продлится не более нескольких дней подряд, поэтому многие энергоёмкие электроприборы можно вообще не использовать до восстановления обычного энергоснабжения. Задача аварийного энергоснабжения — обеспечить минимальные удобства и функционирование важнейших систем жизнеобеспечения дома. Естественно, я имею в виду индивидуальный дом, поскольку в многоквартирном доме (а также в таунхаусах и пр.) в частном порядке это практически невозможно из-за централизации таких критически важных коммуникаций, как водоснабжение, канализация и отопление.
Жизненно важными потребностями я считаю, прежде всего, электрическое освещение, а также функционирование системы водоснабжения (хотя бы холодного) и в холодное время года — отопления. Если в канализации и дренаже используются электронасосы, их тоже надо будет учесть в расчёте.
Приемлемой альтернативы электрическому освещению нет — свет даже 40-ваттной лампы накаливания (или 9-ваттной энергосберегающей лампы) гораздо ярче и равномернее, чем свет пары десятков свечей. А 20 свечей — это много. Чтобы просто зажечь или погасить такое количество свечей, может потребоваться одна-две минуты. Любое движение воздуха заставляет пламя колебаться и мерцать, а случайный сквозняк вполне способен задуть их. Поднять свечи к потолку, чтобы осветить всю комнату, в современном доме не на чем, да и отделочные материалы сейчас редко рассчитаны на близость открытого огня. Хороший свет дают газовые туристические фонари, но запаса топлива у них хватает не очень надолго, и пополнить его до ликвидации аварии вряд ли удастся. Впрочем, относительно небольшой срок действия и невозобновимость запасов в период аварийной ситуации относятся и ко всем остальным «огненным» источникам света — от свечей до керосиновых ламп. Пожароопасность осветительных систем, использующих горение, общеизвестна. Наконец, все они выжигают кислород в помещении, что особенно заметно зимой, когда проветривание минимально.
Необходимость водоснабжения и отопления очевидна. Впрочем, минимум воды для умывания и готовки ещё можно натаскать ведром из колодца (конечно, если он есть поблизости). Но подавляющее большинство современных систем отопления рассчитаны не на естественную конвекцию теплоносителя, а только на принудительную циркуляцию с помощью насоса, и потому даже если сам подогрев осуществляется дровами, газом или дизельным топливом, то дом всё равно прогреваться не будет и замерзнёт, котёл же при отсутствии циркуляции, наоборот, рискует перегреться. Автоматика современных отопительных систем без электричества обычно также не работает. А в морозы выход отопительной системы из строя на несколько дней чреват полной непригодностью дома для жилья на весь остаток зимы и последующим тотальным ремонтом.
Для других важных потребностей есть альтернативы. Например, без пылесоса вполне можно обойтись — веники, щётки, тряпки и выбивалки есть почти в каждой семье. Со стиральной машиной сложнее. Я знаю многих, кто, будучи поставлен перед выбором, предпочёл бы принести несколько вёдер воды сам, а на сэкономленном электричестве «прокрутить» грязную одежду в стиральной машине, нежели накачать воду электронасосом, зато стирать в тазике вручную (конечно, речь идёт о машине без подогрева воды — электроподогрев в условиях жёсткого лимита электричества исключён). А вот с глажкой вариантов нет — если её нельзя отложить до лучших времён, то электроутюг незаменим, так как тяжёлые утюги, которые можно было нагревать на плите, уже давно большая редкость, а утюги с разогревом от углей остались лишь в музеях.
Потребитель |
Мощность |
Сезон |
Продолжительность работы за сутки |
Потребление за сутки |
||
среднее |
максимум |
среднее |
максимум |
|||
Регулярные потребители |
||||||
Инвертор |
20 Вт |
всегда |
24 часа |
1.73 МДж (0.48 кВт·ч) |
||
Контроллер заряда |
5 Вт |
всегда |
24 часа |
0.43 МДж (0.12 кВт·ч) |
||
Освещение (одновременно 5 энергосберегающих ламп по 20 Вт, аналогичных лампам накаливания по 100 Вт) |
100 Вт |
зима |
6 часов |
10 часов |
2.16 МДж(0.6 кВт·ч) |
3.6 МДж(1 кВт·ч) |
лето |
1 час |
3 часа |
0.36 МДж(0.1 кВт·ч) |
1.08 МДж(0.3 кВт·ч) |
||
Холодильник (работа компрессора) |
500 Вт |
зима |
выключен |
2 часа |
0 |
3.6 МДж(1 кВт·ч) |
лето |
2 часа |
3 часа |
3.6 МДж(1 кВт·ч) |
5.4 МДж(1.5 кВт·ч) |
||
Насос вибрационный |
250 Вт |
зима |
30 минут |
40 минут |
0.45 МДж(0.125 кВт·ч) |
0.6 МДж(0.17 кВт·ч) |
лето |
1 час |
3 часа |
0.9 МДж(0.25 кВт·ч) |
2.7 МДж(0.75 кВт·ч) |
||
Насос центробежный |
800 Вт |
всегда |
выключен |
30 мин |
0 |
1.44 МДж(0.4 кВт·ч) |
Стиральная машина (механическая стирка и отжим, но без нагрева воды) |
500 Вт |
всегда |
выключена |
1 час |
0 |
1.8 МДж(0.5 кВт·ч) |
Утюг (с учётом работы термостата) |
1500 Вт |
всегда |
выключен |
1 час |
0 |
3.6 МДж(1 кВт·ч) |
Телевизор с видеопроигрывателем или видеомагнитофоном |
150 Вт |
всегда |
выключено |
4 часа |
0 |
2.16 МДж(0.6 кВт·ч) |
Ноутбук |
100 Вт |
всегда |
выключен |
4 часа |
0 |
1.44 МДж(0.4 кВт·ч) |
ИТОГО |
до 1 кВт, максимум до 2.5 кВт, обычно не более 0.6 кВт |
зима |
5 МДж(1.5 кВт·ч) |
20.5 МДж(6 кВт·ч) |
||
лето |
7 МДж (2 кВт·ч) |
21.5 МДж(6 кВт·ч) |
||||
Нерегулярные потребители |
||||||
Кухонные электроприборы (кухонный комбайн, мясорубка, миксер, соковыжималка и пр.) |
до 2 кВт |
всегда |
не используются |
1 час |
0 |
до 3.6 МДж(1 кВт·ч) |
Косметические электроприборы (электробритва, фен и пр.) |
до 2 кВт |
всегда |
не используются |
10 минут |
0 |
до 0.6 МДж(0.3 кВт·ч) |
Электроинструмент (болгарка, дрель, лобзик, электропилы и пр.) |
до 2 кВт |
всегда |
15 минут |
4 часа |
до 0.9 МДж(0.25 кВт·ч) |
до 14.4 МДж(4 кВт·ч) |
ИТОГО |
до 2 кВт |
|
||||
|
|
|
|
|
||
Итак, в данном варианте всё, что не жизненно важно, выключено и не включается, в том числе не используется телевизор, а зимой — и холодильник (летом использование холодильника также предполагается более осторожным и редким, что способствует экономии электричества). В этом случае ежемесячное потребление составит 50 кВт·ч зимой и60 кВт·ч летом при мгновенной потребляемой мощности в длительном режиме примерно 600 Вт с пиковым потреблением до 1.5 кВт (в моменты использования электроинструмента — до 2.5 .. 3 кВт), а ожидаемое среднесуточное потребление составляет 1.5 .. 2 кВт·ч и не превышает 6 кВт·ч, хотя за счёт разнесения энергоёмких работ на разные дни вполне реально ограничить дневной максимум до 3 .. 4 кВт·ч.
И в заключение обсуждения аварийного варианта будет уместно сказать пару слов о моём отношении к бензиновым генераторам. С одной стороны, аварийный генератор мощностью менее 2 кВт, на мой взгляд, смысла не имеет — его мощности хватит лишь для освещения и минимума маломощных потребителей вроде вибрационного насоса и небольшого холодильника, но не хватит для многих современных электроинструментов и бытовой техники. С другой стороны, мощность более 2.5-3 кВт тоже востребована не часто (если, конечно, не подключать к такому генератору несколько мощных потребителей одновременно, но тогда и 5 кВт может не хватить). Таким образом, оптимальная мощность аварийного генератора, если нет каких-то особых требований, лежит в пределах 2 .. 3 кВт — бóльшая мощность нужна крайне редко, а расход бензина растёт практически пропорционально номинальной мощности генераторов. По своему опыту могу сказать, что в сутки одного-двух часов работы генератора с номинальной мощностью 2.2 кВт достаточно для всех хозяйственных задач (основные из них — это накачивание воды и набор холода холодильником), причём избыток вырабатываемой им энергии позволяет за это время даже нагреть до 70°С 10 литров воды в маломощном кухонном бойлере. В остальное время электричество необходимо лишь для освещения, ну ещё для телевизора или компьютера, на это обычно надо от 50 до 250 Вт. И периодически ненадолго включается холодильник, потребляющий около 500 Вт (если же холодильник не открывать, то, раз охладившись, даже без электричества он вполне способен сохранить достаточный холод в течении весьма длительного времени — от 6 до 12 часов и более, в зависимости от температуры снаружи, количества продуктов внутри и качества теплоизоляции). Ночью электричество нужно лишь для потенциальной возможности включить свет, если в темноте вдруг потребуется куда-нибудь сходить, и изредка для холодильника, — то есть потребление вообще мизерное. Однако расход топлива у маломощных генераторов под полной нагрузкой и на холостом ходу обычно различается всего раза в два, а то и меньше. Таким образом, за сутки непрерывной работы типовой генератор мощностью 2.5 кВт сжигает как минимум 20 литров бензина, бóльшая часть которого расходуется совершенно непроизводительно, а генератор вырабатывает не столько электричество, сколько шум и выхлопные газы (кстати, это ещё одна проблема — в хорошую погоду ничто не мешает просто поставить генератор подальше от дома, но когда на улице дождь или снег, поиск подходящего места для генератора может оказаться непростой задачей). Поэтому если перебои с электричеством бывают пару раз в год по полдня, то аварийный генератор является оптимальным решением, но если это происходит раз в два-три месяца и может длиться по два-три дня, то при наличии достаточных средств стоит подумать об альтернативных вариантах решения проблемы аварийного энергоснабжения.
