Енергийно захранване на частна къща - нискобюджетно решение

В тази статия искам да започна да описвам концепцията за интелигентен дом според моето разбиране и да разгледам някои аспекти на нейното прилагане. Веднага ще направя резервация, че на практика не виждам приложението на концепцията за „Умен дом“ в апартамент, тъй като практически няма системи, които изискват автоматизация в него. Това е съвсем друго нещо - частна къща. Той съдържа много системи, които могат и трябва да бъдат автоматизирани - от водоснабдяване до градинско осветление. Така че моето определение. Умният дом е съвкупност от автоматични системи, които работят с минимално участие на обитателите си, като същевременно осигуряват максимален комфорт, безопасност и икономия на енергия. В същото време изпълнението трябва да бъде възможно най-просто и достъпно. Ще започна с изпълнението на енергоснабдяването у дома.

Резервно захранване у дома

За разлика от апартамента, къщата е много по-зависима от наличието на електричество, тъй като при липсата му автоматично губим почти всички системи - осветление, отопление, вентилация, топла вода, а често дори и водоснабдяване, ако се използва помпена станция. Ето защо, в рамките на комфорта на интелигентния дом, е необходимо да се осигури резервно захранване. Най-простото решение е да използвате офлайн генератор. Но все пак трябва да го свържете правилно, така че нищо да не изгори, когато захранването се възстанови, изберете мощността му, за да не го претоварите и да вземете решение за стартирането му. Разбира се, можете да инсталирате електроцентрала с капацитет 10kW, с автоматичен старт и със схеми за съвпадение на мрежата, но цената му е непосилна. И не е толкова лесно да се инсталира. Е, остава въпросът кога да го стартирате - веднага след прекъсване на тока, след половин час или ръчно. В края на краищата ходенето с фенерче, докато чакате изстрелването, някак си не е много удобно, а незабавният старт често е неудобен, особено през нощта или при 15-минутно изключване. Така че най-простият вариант е скъп и не е много удобен. Това доведе до търсене на по-рационално решение.

Ще опиша накратко основната идея. Състои се от няколко решения:

Захранване на цялото домашно осветление чрез UPS. Това ще ви позволи винаги да имате осветление за няколко часа, в зависимост от батерията, времето от деня, броя и вида на включените лампи.
Наличието на допълнително окабеляване за гнезда с резервно захранване. Това ще осигури резервно захранване на критични системи с генератор на минимална мощност. Без да е необходимо да изключвате всички консуматори от контактите, за да не претоварвате генератора. Желателно е гнездата да се изработят в различен цвят, за да се разпознават лесно.
Наличието на верига, която автоматично свързва генератора към мрежата, в случай на отсъствие, и изключва генератора от мрежата, когато захранването се възстанови.
Стартиране на генератора. Това може да се реши по избор - автоматично, по таймер, ръчно. Предпочитам ръчно стартиране.
Автоматично заглушаване на генератора.

Подробности за изпълнението

В крайна сметка прекъсването на електрозахранването е извънредна ситуация, няма смисъл да харчите пари за напълно автономна система. Затова ще разделим потребителите на групи. Това са осветление, критични системи (котел, помпа), некритични системи (хладилник, вентилация, телевизор). Каквопричинява най-голям дискомфорт при изключване на захранването? Обикновено това е липсата на осветление. Трудно е да се направи без осветление, добре, че консумира малко. Затова ние го запазваме на първо място, използвайки UPS. Конкретен модел трябва да бъде избран въз основа на няколко условия - броя и вида на лампите, вида и капацитета на батерията. В повечето случаи обикновен компютърен UPS на стойност $200 е достатъчен. Свързва се в щита, в прекъсването на осветителната линия. Времето за работа на батерията трябва да бъде поне 30 минути, за да покрие кратки прекъсвания и да даде време за стартиране на генератора, ако е необходимо. Препоръчително е да изключите звуковата аларма, за да не събудите къщата през нощта.

Следващият въпрос е изборът на мощност на генератора. Обикновено 2500 вата е повече от достатъчно. И това е обичайният потребителски модел, струващ около $400. Това е достатъчно, за да осигури захранване на котела и помпите на кладенеца, осветлението, хладилника и компютъра. Захранването на всичко от батерии, по аналогия с осветлението, е изключително нерентабилно. Първо, необходима е голяма изходна мощност на инвертора, второ, голям капацитет на батерията и висока цена за подмяната им, и трето, инверторът трябва да произвежда правилната синусоида, тъй като някои двигатели и модулирани горелки на котли са чувствителни към неговата форма. Генератора пък дава чиста синусоида, автономен е поне 15 часа на една бензиностанция и е евтин. Също така най-често е оборудван със стартер и собствена батерия, което позволява, ако желаете, да се приложи автоматично стартиране.

След това - захранващо окабеляване с резервиране от генератора. Към него са свързани помпи и котел. Във всяка стая трябва да има минимум един контакт. Това ще ви позволи да свържете останалите домакински уреди по желание.

И не на последно място връзката.

Схема на свързванесистеми за резервно захранване.

На схемата: EL1 - осветление в къщата, Cl1 - клема за свързване към незапазени гнезда Cl2 - клема за свързване към резервирани гнезда Cl3 - клема, включена в запалителната междина на генератора. K1 - реле, управляващо контактната група K1.2, K1.3, K1.4 G - генератор UPS - непрекъсваемо захранване При наличие на напрежение в мрежата намотката на релето се задейства и захранването се подава директно към мрежата. В случай на прекъсване на захранването, контактите ще се преместят в първоначалното си положение, посочено на диаграмата, и ще свържат генератора към мрежата. Осветлението ще продължи да се захранва от батерията на UPS за известно време. При необходимост може да се стартира генератора, който ще осигури захранване на осветителните и резервни контакти, свързани към клема Kl2. Когато външното захранване се възстанови, релето K1 ще работи, изключвайки генератора от мрежата и прекъсвайки веригата за запалване на генератора, като по този начин го удавя. Системата ще се върне в първоначалното си състояние. Схемата на свързване е само демонстрация на идеята, а не електрическа схема. Общата цена на цялата система е около $600 + работа по окабеляване. Но в някои случаи можете да използвате съществуващо окабеляване, ако е правилно показано на екрана.

Послеслов

Статията описва основната верига. При желание може и трябва да се подобри. Особено когато стане възможно интегрирането с дистанционно управление, наблюдение и други неща. Като минимум, в бъдеще можете да добавите предупреждение за прекъсване на захранването, дистанционно стартиране и изключване на генератора и др. Също така, заедно с осветлението, е възможно да се осигури резервно захранване чрез UPS към алармата, рутера и сървъра, но това обикновено не се изисква. Тъй като те най-често са оборудвани със собствено резервно копиеизточници на енергия.

Достатъчно е да ги включите в контакт, свързан към електропровода от генератора. Освен това не обмислях свързването на слънчеви панели и вятърни турбини. Той е скъп и не е подходящ за резервно захранване. Те произвеждат ниска мощност през целия си експлоатационен живот, а за резервно захранване е необходима относително висока мощност за кратък период - няколко десетки часа годишно.