Меню

Аккумулятор для домашнего генератора

Аккумулятор для домашнего генератора

С отключением электричества жизнь в загородном доме останавливается, а если за окном зима и система отопления энергозависимая – коттедж может просто замерзнуть. При решении задачи бесперебойного питания обычно сталкиваются с вопросом “что выбрать”: генератор или бесперебойник. Постараюсь объективно ответить на этот вопрос.

Сразу следует сказать о том, что существуют разные виды как генераторов, так и ИБП в совершенно разных ценовых категориях. При сравнении будем иметь это ввиду.

Ценовое сравнение решений

Виды генераторов для дома

  1. Самые дешевые китайские генераторы (бензиновые, двигатель китайский, безщеточные, без AVR автоматической регулировки напряжения). При мощности в 5кВт его цена составит

25-35т.р. Они, как правило, ориентированы на работу с неприхотливой и грубой нагрузкой (например, электроинструмент). Броски напряжения и низкое качество сигнала на выходе делает их непригодным для бесперебойного питания дома, т.к. высока вероятность выхода бытовой электроники из строя.
Бюджетные фирменныекитайские генераторы (бензин/дизель/газ, двигатель китайский, щеточные, с AVR. Fubag, Kipor, Hyundai, Elemax, TSS и прочие) мощностью в 5кВт будут стоить от

75т.р. Это вариант – самое дешевое решение для бесперебойного питания дома. Дополнительно для автоматизации: щит АВР (

30т.р.), выхлоп с глушителем (

20т.р.), контейнер с вентиляцией, если нет места в доме (

100-170т.р. В среднем около 135т.р.

  • Фирменные генераторы с японским двигателем (бензин/дизель, Honda, SDMO, Europower и т.п.). Цена от 110т.р. Это электростанции с большим моторесурсом, с высоким качеством напряжения, проблем с запуском практически нет. С автоматизацией от 160т.р. и выше. Среднее решение около 200т.р.
  • Стационарные газовые генераторы (Generac, Briggs & Stratton). Обычное решение в районе 250-300т.р. до 10кВт. Дополнительно: АВР, подогрев, площадка под генератор (

    100т.р.) + проект на подключение генератора + ежегодный сервис. Среднее решение около 350т.р.
    Стационарные мощные дизельные электростанции. Бюджет около 250-500т.р. за 20кВт. АВР + кожух + площадка + выхлоп (

    200т.р.). Итого в среднем около 400т.р.

    Процесс пуско-наладки однофазного дизельного генератора 12кВт для коттеджа

    Процесс пуско-наладки однофазного дизельного генератора 12кВт для коттеджа

    ИБП для дома – инверторы (без стабилизации напряжения)

    Инвертор при наличии напряжения на входе пропускает его через себя на нагрузку. При отключении света – переключение на питание от аккумуляторов происходит за 2 – 20мс.

      Бюджетные китайские инверторы на отдельные автоматы. Чистый синус, мощность 2.4кВт (Stark, BiNeos и прочие). Устанавливаются на самую важную нагрузку в доме: котел, холодильник, свет, ТВ. При автономии

    6-8 часов (2 батареи по 200Ач) стоимость решения

    65т.р.
    Инвертор для всей фазы — отечественный МАП Pro “Энергия” на 6кВт для питания всей фазы. Комплект с 4-мя аккумуляторами и автономией на 10-12 часов со стеллажом –

    160т.р.
    Инвертор для питания всех 3-х фаз дома. Инвертор МАП Pro “Энергия” 9.0/48 + щит автоматики АКФ + 4 АКБ по 200Ач + стеллаж –

    190т.р. С увеличенной автономий до суток – около 270т.р.

    ИБП для дома – On-line (со стабилизацией напряжения)

    1. ИБПOn-line типа на 1кВа (0,8кВт) только для бесперебойного питания газового котла с одной, двумя или тремя внешними АКБ. Автономия для котла от 5 часов. Бюджет – от 25т.р.
    2. ИБП на 3кВа (2,4кВт) – дополнительно к системе отопления можно запитать холодильник, освещение, ТВ, видеонаблюдение и т.п. Подключается 6 или 8 внешних АКБ. Автономия от 6 часов. Бюджет

    90т.р.

  • ИБП на 6/10кВа (5,4/9кВт) на всю фазу. В этом случае на фазу можно собрать все потребители, работа которых обеспечивает комфорт в доме. 16 внешних батарей. Автономная работа от 6 часов. Бюджет от 120т.р. Средний бюджет подобного решения при автономии около 12 часов – около 170т.р.
  • ИБП 3в1 на 20кВа (18кВт) – бесперебойное питание всего дома. ИБП объединяет мощность по трем фазам в одну. 16 внешних батарей. Бюджет около 250т.р.
  • ИБП 3в3 от 20кВа. Со встроенными АКБ для автономии до 1.5 часов и внешними аккумуляторами для автономии до суток и более. 32-40 внешних аккумуляторов. Бюджет от 300т.р. Среднее решение около 500т.р.
  • Теперь давайте сравнивать по пунктам.

    I. Включение резервного питания

    Генераторы

    При пропадании питания на вводе, автоматика даёт команду на старт двигателя генератора. Если старт произошел успешно, идет прогрев, а затем напряжение с электростанции подается в дом. Всё это занимает от 10 до 120 секунд в зависимости от типа генератора и настроек АВР. За это время домашний сервер уйдет в перезагрузку, система видео наблюдения работать не будет, у современного газового котла может нарушится программа или возникнуть ошибка, лифт в доме застрянет. Кстати, часто для решения этих проблем используют ИБП с минимальным временем автономной работы. Какие бывают сложности с запуском?

    1. У генератора разрядился пусковой аккумулятор – стартер не крутит.
    2. Генератор давно не заводился и поэтому возникли проблемы с подачей топлива: заливает свечи, карбюратор “закис” или завоздушился.
    3. Недостаточный уровень масла в двигателе.
    4. Забыли заправить бак после прошлого срабатывания.
    5. Возникла проблема с приводом заслонок
    6. Электростанция заработала, но возникли проблемы с охлаждением, и по перегреву она аварийно отключилась.
    7. Выработан моторесурс и т.п.


    ИБП

    Инвертор переходит на работу от АКБ за один полупериод синусоиды, т.е. максимальное время – 20мс. Иными словами, оборудование “не почувствует” момента переключения: персональный компьютер не перезагрузится, газовый котел продолжит работу без остановок. ИБП типа On-line переключается на работу от аккумуляторов за 0 сек. – даже лампочки не моргнут. Вероятность перехода на питание от АКБ стремится к 100%, так как в отличие от сложной системы пуска генератора, в инверторе за переключение отвечает быстродействующее силовое или твердотельное реле, которое рассчитано с большим запасом прочности.

    Вывод №1. При отключениях бесперебойники имеют преимущество: время переключения минимально, практически исключена вероятность несрабатывания.

    II. Время автономной работы

    • Бензиновые генераторы рассчитаны на непрерывную работу в течение

    8 часов, далее дозаправка, час отдыха и снова 8 часов работы.

  • Дизельные мобильные генераторы работают на одной заправке около 20 часов.
  • Газовые генераторы могут работать непрерывно до 50 часов и более. В зимнее время каждые 50 часов работы требуют замены масла в двигателе.
  • Дизельные стационарные электростанции могут работать непрерывно с остановками для сервисных работ (регламенты сильно разнятся в зависимости от марки двигателя).
  • Время работы бесперебойников определяется количеством и емкостью аккумуляторов (калькулятор расчета АКБ). При необходимости, время автономной работы от батарей можно довести до нескольких суток. Однако, как показывает практика, в случае отсутствия катастрофически серьезных аварий в электросети, время отключения электричества редко превышает 12 часов. Именно на такое время мы, чаще всего, по запросу наших клиентов, проектируем систему бесперебойного питания для загородных домов.

    Важно отметить, что расход топлива не сильно меняется в зависимости от нагрузки на генератор, а остаток запасенной энергии в аккумуляторах зависит от потребляемой мощности прямо пропорционально. Плюс генератора в том, что вы можете включить, например, электроплиту (в рамках допуска по мощности) без сильной разницы в трате топлива. Достоинство бесперебойников в том, что в ваше отсутствие в доме потребление электричества сведено к минимуму и аккумуляторов для поддержания работы газового котла и холодильника хватит уже не на 12 часов, а на сутки и более.

    Вывод №2. Генераторы при должном уходе и наблюдении обеспечивают подачу напряжения до момента исчерпания топлива. Время работы бесперебойников ограничено батарейным банком, который чаще всего подбирают из расчета 12/24 часовой автономии. Мощные стационарные дизельные и газовые электростанции выигрывают в случаях очень длительных отключений электричества.

    III. Качество электропитания

    Как правило, качество питания с генераторов находится на минимально допустимом уровне. Иногда можно заметить моргание ламп освещения, рябь на экране телевизора. Бюджетные модели генераторов при “взятии” нагрузки или резкой смене отдаваемой мощности (включился/выключился электрочайник) выдают в электросеть дома высоковольтные импульсные помехи и перенапряжения, которые могут повредить чувствительную электронику (ТВ, автоматика котлов, серверные и т.п.). В связи с этим, мы рекомендуем по выходу линии электростанции всегда устанавливать специальные сетевые фильтры.

    Инверторы выдают на выходе чистый сигнал синусоидальной формы, который мало чем отличается от качества сигнала с трансформатора. Более того, они в моменте контролируют значение напряжения на входе, при отклонении которого за рамки допуска (значения устанавливаются), автоматически переключатся на работу от батарей, спасая вашу бытовую технику и электронику.

    ИБП типа on-line не только выдает максимально качественный сигнал на выходе, но и обеспечивает полную защиту оборудования от всех возможных факторов некачественной сети, к которым можно отнести: броски перенапряжений, импульсы, провалы, “моргания”, искажения гармоник, помех и т.п. Двойное преобразование обеспечивает супер точную стабилизацию напряжения (+-1%). Самое ответственное оборудование в больницах, банках, ЦОДах и т.п. защищается именно этим типом источников.

    Вывод №3. Бесперебойники обладают не только существенно лучшим качеством напряжения, чем генераторы, но и защищают оборудование от множества возможных проблем, которые “прилетают” из внешней электросети, on-line тип ИБП выступает и в роли стабилизатора напряжения.

    IV. Обслуживание и стоимость владения

    Генераторы каждые 25-50 часов наработки или раз в 3 месяца требуют замены масла, реже требуется замена фильтра и свечей зажигания. Необходимо иметь запасы топлива и следить за его уровнем. Раз в год меняется пусковой аккумулятор. Хорошие газовые генераторы и стационарные дизельные электростанции всегда устанавливаются с заключением сервисного договора (20-40т.р.). Срок жизни бюджетных генераторов – 3-4 года, дорогих – до 10лет. Для генераторов, установленных на улице, зимой требуется подогрев картера и аккумулятора. Цена топлива за один час работы – от 35 (газ/дизель) до 120 рублей (бензин).

    Инверторы практически не требуют обслуживания (только в случае сильно пыльных помещений), ИБП on-line типа из-за сквозной схемы охлаждения желательно раз в 1-2 года очищать от пыли (снять корпус и пропылесосить), КПД преобразования около 90%. Аккумуляторы меняются раз в 8-12 лет в зависимости от условий эксплуатации. Один час работы

    5рублей (стоимость заряда).

    Вывод №4. Генераторы требуют регулярного сервисного обслуживания и внимания, бесперебойники не требуют затрат, принцип – “поставил и забыл”.

    V. Комфорт

    Генераторы сильно шумят (особенно дизеля). Очень неприятно, если отключение света произошло ночью и автоматика запустила станцию. Во время работы чувствуется запах выхлопных газов на участке.

    Инверторы работают полностью бесшумно. ИБП on-line типа шумят вентиляторами охлаждения – желательно их ставить в отдельное помещение. Аккумуляторы полностью герметичны, газов во время заряда и разряда не выделяется.

    Читайте также:  Как проверить заряженность аккумулятора мультиметром

    Вывод №5. Работа бесперебойников комфортнее и экологичнее.

    VI. Установка

    Генераторы бюджетного сегмента с автозапуском устанавливаются как правило в гараже, либо на цокольном этаже. Обязательно требуется система вентиляции, отвод выхлопных газов и виброизолирующий слой резины. Силовые линии прокладываются через весь дом к щиту автоматики и далее к главному щиту (ГРЩ). Газовые генераторы обязательно устанавливаются на улице на специально подготовленную забетонированную площадку и по согласованному с газовой кампанией проекту (если у вас не газгольдер).

    Большие стационарные дизельный электростанции ставятся в кожухе под навесом или в открытом исполнении в помещении. Требуется прокладка силовых линий под землей.

    Установка ИБП не требует больших затрат и много места. Важна температура – от 5 до 25С и нормальная влажность.

    Вывод №6. Найти место для монтажа ИБП проще и стоимость работ ниже.

    Инвертор для питания дома

    Инвертор для питания дома

    Мы произвели сравнение двух принципиальных решений (ИБП/генератор) для обеспечения частного дома электричеством в случае перебоев с напряжением. Электростанции имеют преимущество только в двух случаях:

    1. При необходимости максимально дешевого решения для снабжения всего дома электричеством: генератор с ручным пуском на 5-6кВт, который будет работать на улице для всего коттеджа обойдется в 50-60т.р. Генератор с автоматикой сравним по цене с бесперебойником.
    2. При частых и длительных отключениях электричества (более суток) преимущество имеют газовые и дизельные электростанции.

    Во всех остальных случаях оптимальнее использовать ИБП:

    1. Выше надежность ввода резерва
    2. Больше время автономной работы по отношению к бюджетным автоматическим генераторам
    3. Существенно выше качество питания бытовой техники
    4. Наличие стабилизации напряжения у ИБП on-line и защита от перенапряжений у инверторов.
    5. Заметно ниже стоимость владения и отсутствие проблем с обслуживанием
    6. Проще установка и мониторинг за состоянием системы

    В заключении заметим, что достаточно часто поступают запросы на установку бесперебойников на длительную автономную работу от клиентов, которые уже имеют установленный генератор.


    Задавайте ваши вопросы в комментариях!

    Источник

    

    Все про аккумуляторы для бензогенератора

    Применение бензиновых генераторов стоит довольно дорого. Сократить расходы нетрудно, достаточно включить в электроцепь буферный аккумулятор для бензогенератора — вложение средств несомненно будет оправданным.

    Подробнее про АКБ и их функцию

    Аккумулятор для генератора — крайне важная часть, так что необходимо внимательно подойти к его выбору.

    Чтобы запустить у генератора двигатель, используются простые АКБ, такие же, как и автомобильные.

    Аккумуляторная батарея может применяться в двух таких случаях:

    • Как стартерный источник энергии. Тут всё очень просто — интересующие параметры стартерного аккумулятора можно легко найти в паспорте, выдаваемом на бензогенератор.
    • Как накопительный источник энергии. Это даст возможность организации снабжения электричеством отдельных потребителей. Только так достигается максимально экономный эффект и комфорт при применении батареи.

    Но в любом случае, аккумулятор к бензогенератору — это замечательный вариант при небольшой мощности. Он даст возможность заряжать свои мобильные устройства, включать свет, смотреть телевизионные программы.

    А основному генератору при этом не потребуется работать ночью и раздражать вас и соседей своим шумом.

    Разновидности

    Есть три различных вида. Размеры, цены, характеристики у них разные, но выполняемая задача одна.

    • EFB аккумуляторы — стартерные обслуживаемые АКБ. Применяются в генераторах с системой самозапуска. Пластины производятся из свинца. Каждая из них заворачивается в особый «пакет» из микроволокна, тщательно пропитанный электролитом и хорошо прилегающий к поверхности.
    • Аккумуляторы AGM. Это построенные на стеклотканях батареи, производимые из чистого свинца. Благодаря этому, сопротивление электричества внутри небольшое, так что зарядка и разрядка устройства выполняются очень быстро, а токи очень высокие. АКБ AGM — это необслуживаемые и неопасные аккумуляторы: при заряде отсутствуют выделения каких-либо вредных испарений, поэтому допускается применять их даже в автомобильных салонах и внутри дома. Служат 5-10 лет, что значительно больше по сравнению с обычными.
    • И, наконец, аккумуляторы GEL к бензиновым генераторам. Между положительной и отрицательной пластинами заливают особый гель, удерживающий электролит внутри. Такое вещество называется силикагель. После застывания гель превращается в твердое вещество с большим количеством внутренних пор. Внутри все пространство вместе с пластинами заполняется силикагелем, и таким образом продлевается срок службы пластин до целых 15-20 лет.

    Характеристики

    GEL-аккумуляторов

    • Измерение — амперы в час.
    • Высокий уровень пусковых токов.
    • Действуют в любом положении.
    • Уровень рабочего напряжения в клеммах — 12 B.
    • Вес источника питания от 8,2 до 52 кг — зависит от ёмкости.

    EFB-аккумуляторов

    • Измерение — амперы в час.
    • На 30% больше показатели пускового тока.
    • Вес от 16,2 до 25 килограмм.
    • Рабочее напряжение на клеммах составляет 12 B.
    • Работает при температурах от -50 до +60 градусов Цельсия.

    AGM-аккумуляторов

    • Измерение — амперы в час.
    • Наличие клапанной регулировки, предотвращающей разрушение клемм.
    • Может быть до 1800 зарядно-разрядных циклов.
    • Величина рабочего напряжения на клеммах — 12 B.
    • Без проблем работают при температурных условиях до -30 градусов по Цельсию.

    Зачем требуется активация?

    Для чего же нужна активация? Она используется для улучшения у аккумулятора электрических характеристик или повышения реальной ёмкости у АКБ и снижения его внутреннего сопротивления.

    Активация нового аккумулятора

    Аккумулятор активируется так:

    • Укладывается на ровную поверхность.
    • Отрывается наклейка, закрывающая его заливные отверстия.
    • В упаковке находится контейнер с электролитом. С него снимается крышка и кладётся рядом, потом она будет нужна.
    • Контейнер устанавливается над заливными отверстиями. Чтобы пробить горловины, давим сверху. Оставляем контейнер в этом положении примерно на 20 минут. Если пузырьки не идут, можно немного постучать по контейнеру рукой, и электролит вытечет.
    • После перетекания электролита в аккумулятор убираем контейнер и оставляем аккумулятор в открытом положении на час.
    • Аккуратно закрываем крышкой.
    • Ставим на зарядку.

    Критерии выбора

    В большинстве случаев следует приобретать аккумулятор с емкостью не менее 12 А·ч. Именно такой АКБ будет исправно работать в любое время, даже холодной зимой. Также следует принять во внимание следующее. В каждом генераторе есть т. н. посадочное место для АКБ. Обязательно следует измерить все размеры, чтобы будущий аккумулятор чётко ложился на необходимое место. Важно обращать внимание на соединения клемм.

    Не исключено, что они не совпадут с подобранным АКБ, тогда потребуется дополнительно приобрести соответствующие наконечники.
    Посмотрите видео с советами по выбору аккумулятора

    Обзор распространенных моделей

    Сейчас продаётся множество различных моделей АКБ. Батареи делятся на три подгруппы:

    • с ёмкостью от 4 до 9 А·ч — например, от фирм Delta, CHAMPION и Red Energy;
    • от 14 до 30 А·ч — к примеру, от американского бренда OREGON;
    • от 30 А·ч до 60 А·ч — продукция фирмы RDrive (Китай).

    Из конкретных моделей стоит обратить внимание на такие:

    • АКБ Red Energy (RE 1207.1, RE 1208 и др.). В них применяется особенная современная технология с гелевым электролитом. Абсолютная герметичность гарантирует, что утечки электролита не произойдёт. Имеется отличная система внутренней рекомбинации газа, так что и дистиллят дополнительно заливать не потребуется. Из дополнительных достоинств — адаптация к климату и дорожным условиям нашей страны. Служат такие аккумуляторы как минимум от трёх до пяти лет, а стоят приблизительно 1500-3000 рублей. Конкретные распространённые цены в магазинах: АКБ Red Energy RE 1207.1 — 2 229 руб., АКБ Red Energy RE 1208.1 — 1 820 руб..
    • АКБ Delta (CT 1209, 1209.1 и т. п.). Стартерные аккумуляторы с прямой полярностью. Особенно хороши для снегоходов и гидроциклов. Служат 3-5 лет. Конкретные распространённые цены в магазинах: аккумулятор Delta CT 1209 — 1 810 руб., аккумулятор Delta CT 1209.1 — 1 790 руб.
    • АКБ OREGON, стоимостью от 1000 до 5000 руб. Имеют стильный внешний вид и компактные размеры (например, OREGON 12 В 12 А·ч — 151х88х146 мм). Срок эксплуатации 3-5 лет. Цена за OREGON 12 B 12 А·ч — 4 300 руб.
    • RDrive. Известны отличной работой практически без сбоев. Одна из лучших моделей — RDrive Silver YIX30L-BS 30 А·ч. Она непременно прослужит вам не меньше 5 лет. Полугодовой гарантийный срок. Может работать при самых значительных перепадах температуры и очень долго действовать без необходимости подзарядки. Весит устройство 10 килограмм. Цена: примерно 8 400 руб.

    Где покупают?

    Разумеется, приобрести аккумулятор удобнее всего в интернет-магазине. Причины очевидны: ассортимент даёт потребителю отличную возможность выбора по размерам и характеристикам.

    Можно купить АКБ и в том же магазине, где ранее был куплен бензогенератор.

    На что обратить внимание перед покупкой?

    Перед тем, как покупать новый АКБ, лучше проверить, действительно ли старый аккумулятор пришёл в негодность. Чтобы протестировать АКБ на неисправность, следует зарядить его с помощью устройства-зарядника и проверить на генераторе.

    Важно не забывать, что есть промышленные АКБ, а есть стартерные, и используются они по-разному.

    Зарядка

    Не забывайте, что применять стоит только зарядные устройства для бензогенераторов и ни в коем случае не использовать «зарядники» для автомобилей, поскольку автомобильные ЗУ созданы, чтобы заряжать устройства с жидким электролитом.

    Когда нужно менять?

    • Первое, на что следует обратить внимание — у стартера уменьшается скорость и время прокрутки.
    • Второе — заканчивается срок службы.
    • Третье — разогревается корпус АКБ, или нарушается его геометрия.

    Если имеет место хотя бы одна из этих ситуаций, стоит задуматься о замене аккумулятора для бензогенератора в ближайшее время.

    Вывод

    Подбирать АКБ для бензогенератора нужно очень внимательно, но если вы правильно это сделаете, то он наверняка будет работать долгие годы.

    Источник

    Правильный аккумулятор для дома на колёсах

    image
    А помните время, когда было достаточно просто палатки для выезда?

    Нельзя просто так взять и воткнуть обычный аккумулятор в дом на колёсах, лодку или автономный источник питания где-то в горах. Точнее, можно. Но через короткое время он деградирует, и его придётся выбросить. Многие через это проходили, когда пытались использовать обычные стартерные батареи в качестве ИБП для домашнего сервера или как буфер для солнечной батареи.

    Чтобы батарея не умирала от глубокого разряда, её внутренняя структура должна быть оптимизирована для таких сценариев. Например, для свинцово-кислотных аккумуляторов нужны более толстые пластины иной конфигурации. Как альтернатива пойдёт литий-ионный вариант, но он очень дорог в пересчёте на запасаемую энергию. Литий имеет смысл использовать там, где вы самостоятельно тащите эту батарею на себе, например, в походах. В остальных ситуациях классические свинцово-кислотные батареи по-прежнему — самый дешёвый способ запасти энергию. Сегодня я расскажу о том, что будет со стартовым аккумулятором при его эксплуатации в качестве резервного и какой тип надо было брать изначально.

    Читайте также:  Клещи для автомобильного аккумулятора

    Что такое сульфатация

    Свинцово-кислотные аккумуляторы постепенно вытесняются литием во многих сферах, в первую очередь — там, где требуются малый вес и высокая энергоёмкость. Условный телефон с пластинами свинца был бы весьма специфичным девайсом. Тем не менее они до сих пор актуальны там, где нужно запасти большой объём энергии за умеренную цену, а вес особо некритичен. На велосипед, например, в качестве вспомогательного тягового аккумулятора не поставишь: замучаешься тащить. А вот в автодом, как резервный аккумулятор на дачу или катер — запросто. Там вес всё равно неважен, а цена на литий уже кусается.

    Всё бы хорошо, но у свинцово-кислотных есть одна очень неприятная особенность — они катастрофически быстро деградируют при чрезмерном разряде. По мере разряда свинец на катоде из диоксида постепенно переходит в сульфат. На аноде аналогично идёт образование сульфата свинца, но уже не из оксида, а из чистого губчатого свинца.

    Реакция на положительном электроде (зарядка идёт слева направо):

    image

    Реакция на отрицательном электроде (зарядка идёт слева направо):

    image

    В норме эта реакция почти обратима. Чем более мелкодисперсные кристаллы сульфата свинца образуются, тем легче протекает обратная реакция при зарядке. Кристаллы мелкие, а внутреннее сопротивление пластины невелико, пока батарея не сильно разряжена. Грубо говоря, когда вы разрядили батарею на 20–30 % — всё хорошо. До 100 % можно будет зарядить практически без потерь.

    image
    Положительная пластина до процесса формирования.

    image
    Зеленоватая отрицательная пластина до процесса формирования.

    Если аккумулятор разряжать достаточно сильно, а тем более в ноль и подержать некоторое время в разряженном состоянии, то кристаллы сульфата свинца станут настолько крупными (процесс перекристаллизации), что начнут деактивировать активную массу, превращая её в балласт и разрывая внутреннюю структуру пластин. Более крупные кристаллы сульфата свинца, образующиеся на поверхности, печально отвалятся от основной массы и осядут на дне аккумулятора. С этого момента они не смогут участвовать в реакции заряда. Но даже кристаллы, оставшиеся на пластине, из-за своего высокого сопротивления будут очень неохотно превращаться обратно в металлический свинец и оксид. Суммарная рабочая площадь пластин резко падает, и батарея отправляется на утилизацию. Особенно сильно пострадает типовая АКБ от вибрации в разряженном состоянии — это ускорит осыпание пластин.

    Если немного поработать ножовкой, то можно добраться до внутренностей аккумулятора. В домашних условиях так делать не надо: они необслуживаемые и с недружелюбной кислотой внутри. Мы такие операции с распиливанием иногда проводим для экспертной оценки того, как чувствует себя аккумулятор после гарантийного срока службы. Вскрытие показало, что пациент умер от вскрытия и мог бы ещё поработать.

    image
    Вот так выглядят разряженные пластины. Белёсые участки — это сульфат свинца в виде кристаллов, которые уже не участвуют в электрохимической реакции разряда.

    Как восстановить активную массу?

    Многие производители стараются бороться с этим различными способами. Мы используем специальные углеродные добавки в активную массу отрицательных пластин для снижения их внутреннего сопротивления, увеличения скорости заряда и снижения риска образования крупных, плохо растворимых кристаллов сульфата свинца. Технологию назвали Carbon Boost, я уже упоминал о ней в прошлых постах. И всё же это не панацея, и даже самые защищённые аккумуляторы умирают от длительного недозаряда даже с учётом стекловолоконной технологии в AGM и использования Carbon Boost.

    Частично растворить крупные структуры можно специальными зарядными устройствами, но это всё равно не вернёт исходных параметров батареи, так как часть активной массы просто осыплется на дно АКБ. Хотя бывают варианты и похуже.

    Правильный тип аккумулятора

    Фундаментальный принцип проектирования почти любой батареи заключается в том, что мы выбираем либо более высокую ёмкость, либо более высокие токи при прочих равных. В свинцово-кислотных АКБ это достигается в первую очередь балансом между толщиной пластин и их количеством. Более тонкие пластины позволяют разместить больше пластин в батарее. Увеличение рабочей площади пластин даёт более мощный выброс энергии, необходимой для запуска двигателя. Более толстые пластины повышают устойчивость к циклам, обеспечивая безопасное, более глубокое и продолжительное время разряда, и могут использоваться для питания различного оборудования.

    image
    Стартерные батареи и батареи долгосрочного питания сильно отличаются по строению и используются в различных целях.

    Собственно именно этот баланс и важен при выборе аккумулятора. Аккумулятор для запуска двигателя должен иметь возможность отдать большой ток даже в условиях зимы, поэтому в нём применяется больше пластин для достижения большей рабочей поверхности. Он очень редко питает что-то значительное, когда двигатель выключен. По сути, если у вас работают автомагнитола, обогреватель сидений и фары, то почти всегда в этот момент двигатель заведён, и основное питание потребителей обеспечивает генератор.

    У автодомов всё не так. Если вы едете в дикую местность на автодоме, то вряд ли будете стоять с заведённым двигателем. Как ни крути, но на холостом ходу двигатель всё равно будет непрерывно жрать топливо. Поэтому подразумевается, что вы накопите достаточное количество энергии по дороге к стоянке в аккумуляторах, а запуск двигателя — это скорее аварийный вариант, если вы не рассчитали ваши потребности и время стоянки.

    Резервная батарея чаще всего должна работать, когда двигатель выключен. Обычно это не очень мощные потребители: неяркое светодиодное освещение, компактный холодильник, который скорее термос, и тому подобное. Высокие пиковые токи тут совершенно не нужны. Но зато гораздо более востребованы более энергоёмкие аккумуляторы, способные дольше отдавать энергию. В структуре таких батарей используется меньшее количество более толстых пластин, и как следствие — с меньшей рабочей площадью.

    Если провести аналогию, то стартовые аккумуляторы — спринтеры, а резервные — бегуны на длинные дистанции.

    image
    Equipment-линейка — самая энергоэффективная и живучая на длинных дистанциях.

    У Exide есть две-три ключевые линейки батарей, при этом, как показано на картинке, для одного и того же запаса энергии могут понадобиться три обычных Exide Dual, или один гелевый, или литиевые аккумуляторы:

    1. Starter (обычный, AGM) — отдают пиковые токи и предназначены только для запуска двигателя. В качестве источника резервного питания они не подходят: в таком режиме эксплуатации они быстро выйдут из строя.
    2. Dual (обычный, AGM и EFB ) — промежуточный вариант, совмещающий два режима работы: пуск двигателя и питание электрооборудования. Они могут отдать большой ток и лучше переносят сильный разряд. Ими можно запустить двигатель, и при этом они подойдут для использования в качестве источника для не очень прожорливого оборудования, например, освещения, телевизора, зарядки электробритвы или насоса для циркуляции воды. При этом более продвинутая технология EFB с применением Carbon Boost и AGM даёт больше запаса энергии из расчёта на килограмм и большую скорость приёма заряда.
    3. Equipment (AGM, GEL, Li-ion) — специально для питания оборудования. Двигатель ими в теории завести можно, но это не их профиль: пиковые токи у них существенно ниже. Зато заряд они держат очень долго и могут длительное время питать много разных потребителей. В принципе, если такие аккумуляторы установить на моторную лодку, они вполне смогут длительное время питать ультразвуковой сонар для поиска рыбы или навигационное оборудование. При этом двигатель можно длительное время держать выключенным, чтобы не мешать рыбалке.

    image
    Обратите внимание, что за счёт применения различных технологий и более толстых пластин можно глубже безопасно разряжать аккумуляторы резервного питания.

    Что ещё важно учитывать?

    Для правильного подбора аккумулятора необходимо оценить суммарную мощность всех энергопотребителей и необходимое время работы между перезарядками:

    image

    Когда вы рассчитываете энергоёмкость, которая вам потребуется для автономной работы, всегда накидывайте 20 % как коэффициент безопасности. Это хороший резерв на случай превышения квоты и будущей деградации аккумуляторов.

    Не забывайте про контроллер заряда и мониторинг. Иначе вы можете приехать в свой замечательный автономный дом в горах и обнаружить, что солнечные батареи занесло снегом два месяца назад, а аккумуляторы разрядились в ноль и теперь кандидаты под замену. Всегда оставляйте пару свободных процентов заряда для возможности подачи аварийного сигнала.

    Источник

    Генератор VS Инвертор (ИБП) с аккумуляторами

    С отключением электричества жизнь в загородном доме останавливается, а если за окном зима и система отопления энергозависимая – коттедж может просто замерзнуть. При решении задачи бесперебойного питания обычно сталкиваются с вопросом “что выбрать”: генератор или бесперебойник. Постараюсь объективно ответить на этот вопрос.

    Сразу следует сказать о том, что существуют разные виды как генераторов, так и ИБП в совершенно разных ценовых категориях. При сравнении будем иметь это ввиду.

    Ценовое сравнение решений

    Виды генераторов для дома

    1. Самые дешевые китайские генераторы (бензиновые, двигатель китайский, безщеточные, без AVR автоматической регулировки напряжения). При мощности в 5кВт его цена составит

    25-35т.р. Они, как правило, ориентированы на работу с неприхотливой и грубой нагрузкой (например, электроинструмент). Броски напряжения и низкое качество сигнала на выходе делает их непригодным для бесперебойного питания дома, т.к. высока вероятность выхода бытовой электроники из строя.
    Бюджетные фирменныекитайские генераторы (бензин/дизель/газ, двигатель китайский, щеточные, с AVR. Fubag, Kipor, Hyundai, Elemax, TSS и прочие) мощностью в 5кВт будут стоить от

    75т.р. Это вариант – самое дешевое решение для бесперебойного питания дома. Дополнительно для автоматизации: щит АВР (

    30т.р.), выхлоп с глушителем (

    20т.р.), контейнер с вентиляцией, если нет места в доме (

    100-170т.р. В среднем около 135т.р.

  • Фирменные генераторы с японским двигателем (бензин/дизель, Honda, SDMO, Europower и т.п.). Цена от 110т.р. Это электростанции с большим моторесурсом, с высоким качеством напряжения, проблем с запуском практически нет. С автоматизацией от 160т.р. и выше. Среднее решение около 200т.р.
  • Стационарные газовые генераторы (Generac, Briggs & Stratton). Обычное решение в районе 250-300т.р. до 10кВт. Дополнительно: АВР, подогрев, площадка под генератор (

    100т.р.) + проект на подключение генератора + ежегодный сервис. Среднее решение около 350т.р.
    Стационарные мощные дизельные электростанции. Бюджет около 250-500т.р. за 20кВт. АВР + кожух + площадка + выхлоп (

    200т.р.). Итого в среднем около 400т.р.

    Процесс пуско-наладки однофазного дизельного генератора 12кВт для коттеджа

    Процесс пуско-наладки однофазного дизельного генератора 12кВт для коттеджа

    ИБП для дома – инверторы (без стабилизации напряжения)

    Инвертор при наличии напряжения на входе пропускает его через себя на нагрузку. При отключении света – переключение на питание от аккумуляторов происходит за 2 – 20мс.

    Читайте также:  Как продлить срок службы аккумулятора макбук

      Бюджетные китайские инверторы на отдельные автоматы. Чистый синус, мощность 2.4кВт (Stark, BiNeos и прочие). Устанавливаются на самую важную нагрузку в доме: котел, холодильник, свет, ТВ. При автономии

    6-8 часов (2 батареи по 200Ач) стоимость решения

    65т.р.
    Инвертор для всей фазы — отечественный МАП Pro “Энергия” на 6кВт для питания всей фазы. Комплект с 4-мя аккумуляторами и автономией на 10-12 часов со стеллажом –

    160т.р.
    Инвертор для питания всех 3-х фаз дома. Инвертор МАП Pro “Энергия” 9.0/48 + щит автоматики АКФ + 4 АКБ по 200Ач + стеллаж –

    190т.р. С увеличенной автономий до суток – около 270т.р.

    ИБП для дома – On-line (со стабилизацией напряжения)

    1. ИБПOn-line типа на 1кВа (0,8кВт) только для бесперебойного питания газового котла с одной, двумя или тремя внешними АКБ. Автономия для котла от 5 часов. Бюджет – от 25т.р.
    2. ИБП на 3кВа (2,4кВт) – дополнительно к системе отопления можно запитать холодильник, освещение, ТВ, видеонаблюдение и т.п. Подключается 6 или 8 внешних АКБ. Автономия от 6 часов. Бюджет

    90т.р.

  • ИБП на 6/10кВа (5,4/9кВт) на всю фазу. В этом случае на фазу можно собрать все потребители, работа которых обеспечивает комфорт в доме. 16 внешних батарей. Автономная работа от 6 часов. Бюджет от 120т.р. Средний бюджет подобного решения при автономии около 12 часов – около 170т.р.
  • ИБП 3в1 на 20кВа (18кВт) – бесперебойное питание всего дома. ИБП объединяет мощность по трем фазам в одну. 16 внешних батарей. Бюджет около 250т.р.
  • ИБП 3в3 от 20кВа. Со встроенными АКБ для автономии до 1.5 часов и внешними аккумуляторами для автономии до суток и более. 32-40 внешних аккумуляторов. Бюджет от 300т.р. Среднее решение около 500т.р.
  • Теперь давайте сравнивать по пунктам.

    I. Включение резервного питания

    Генераторы

    При пропадании питания на вводе, автоматика даёт команду на старт двигателя генератора. Если старт произошел успешно, идет прогрев, а затем напряжение с электростанции подается в дом. Всё это занимает от 10 до 120 секунд в зависимости от типа генератора и настроек АВР. За это время домашний сервер уйдет в перезагрузку, система видео наблюдения работать не будет, у современного газового котла может нарушится программа или возникнуть ошибка, лифт в доме застрянет. Кстати, часто для решения этих проблем используют ИБП с минимальным временем автономной работы. Какие бывают сложности с запуском?

    1. У генератора разрядился пусковой аккумулятор – стартер не крутит.
    2. Генератор давно не заводился и поэтому возникли проблемы с подачей топлива: заливает свечи, карбюратор “закис” или завоздушился.
    3. Недостаточный уровень масла в двигателе.
    4. Забыли заправить бак после прошлого срабатывания.
    5. Возникла проблема с приводом заслонок
    6. Электростанция заработала, но возникли проблемы с охлаждением, и по перегреву она аварийно отключилась.
    7. Выработан моторесурс и т.п.


    ИБП

    Инвертор переходит на работу от АКБ за один полупериод синусоиды, т.е. максимальное время – 20мс. Иными словами, оборудование “не почувствует” момента переключения: персональный компьютер не перезагрузится, газовый котел продолжит работу без остановок. ИБП типа On-line переключается на работу от аккумуляторов за 0 сек. – даже лампочки не моргнут. Вероятность перехода на питание от АКБ стремится к 100%, так как в отличие от сложной системы пуска генератора, в инверторе за переключение отвечает быстродействующее силовое или твердотельное реле, которое рассчитано с большим запасом прочности.

    Вывод №1. При отключениях бесперебойники имеют преимущество: время переключения минимально, практически исключена вероятность несрабатывания.

    II. Время автономной работы

    • Бензиновые генераторы рассчитаны на непрерывную работу в течение

    8 часов, далее дозаправка, час отдыха и снова 8 часов работы.

  • Дизельные мобильные генераторы работают на одной заправке около 20 часов.
  • Газовые генераторы могут работать непрерывно до 50 часов и более. В зимнее время каждые 50 часов работы требуют замены масла в двигателе.
  • Дизельные стационарные электростанции могут работать непрерывно с остановками для сервисных работ (регламенты сильно разнятся в зависимости от марки двигателя).
  • Время работы бесперебойников определяется количеством и емкостью аккумуляторов (калькулятор расчета АКБ). При необходимости, время автономной работы от батарей можно довести до нескольких суток. Однако, как показывает практика, в случае отсутствия катастрофически серьезных аварий в электросети, время отключения электричества редко превышает 12 часов. Именно на такое время мы, чаще всего, по запросу наших клиентов, проектируем систему бесперебойного питания для загородных домов.

    Важно отметить, что расход топлива не сильно меняется в зависимости от нагрузки на генератор, а остаток запасенной энергии в аккумуляторах зависит от потребляемой мощности прямо пропорционально. Плюс генератора в том, что вы можете включить, например, электроплиту (в рамках допуска по мощности) без сильной разницы в трате топлива. Достоинство бесперебойников в том, что в ваше отсутствие в доме потребление электричества сведено к минимуму и аккумуляторов для поддержания работы газового котла и холодильника хватит уже не на 12 часов, а на сутки и более.

    Вывод №2. Генераторы при должном уходе и наблюдении обеспечивают подачу напряжения до момента исчерпания топлива. Время работы бесперебойников ограничено батарейным банком, который чаще всего подбирают из расчета 12/24 часовой автономии. Мощные стационарные дизельные и газовые электростанции выигрывают в случаях очень длительных отключений электричества.

    III. Качество электропитания

    Как правило, качество питания с генераторов находится на минимально допустимом уровне. Иногда можно заметить моргание ламп освещения, рябь на экране телевизора. Бюджетные модели генераторов при “взятии” нагрузки или резкой смене отдаваемой мощности (включился/выключился электрочайник) выдают в электросеть дома высоковольтные импульсные помехи и перенапряжения, которые могут повредить чувствительную электронику (ТВ, автоматика котлов, серверные и т.п.). В связи с этим, мы рекомендуем по выходу линии электростанции всегда устанавливать специальные сетевые фильтры.

    Инверторы выдают на выходе чистый сигнал синусоидальной формы, который мало чем отличается от качества сигнала с трансформатора. Более того, они в моменте контролируют значение напряжения на входе, при отклонении которого за рамки допуска (значения устанавливаются), автоматически переключатся на работу от батарей, спасая вашу бытовую технику и электронику.

    ИБП типа on-line не только выдает максимально качественный сигнал на выходе, но и обеспечивает полную защиту оборудования от всех возможных факторов некачественной сети, к которым можно отнести: броски перенапряжений, импульсы, провалы, “моргания”, искажения гармоник, помех и т.п. Двойное преобразование обеспечивает супер точную стабилизацию напряжения (+-1%). Самое ответственное оборудование в больницах, банках, ЦОДах и т.п. защищается именно этим типом источников.

    Вывод №3. Бесперебойники обладают не только существенно лучшим качеством напряжения, чем генераторы, но и защищают оборудование от множества возможных проблем, которые “прилетают” из внешней электросети, on-line тип ИБП выступает и в роли стабилизатора напряжения.

    IV. Обслуживание и стоимость владения

    Генераторы каждые 25-50 часов наработки или раз в 3 месяца требуют замены масла, реже требуется замена фильтра и свечей зажигания. Необходимо иметь запасы топлива и следить за его уровнем. Раз в год меняется пусковой аккумулятор. Хорошие газовые генераторы и стационарные дизельные электростанции всегда устанавливаются с заключением сервисного договора (20-40т.р.). Срок жизни бюджетных генераторов – 3-4 года, дорогих – до 10лет. Для генераторов, установленных на улице, зимой требуется подогрев картера и аккумулятора. Цена топлива за один час работы – от 35 (газ/дизель) до 120 рублей (бензин).

    Инверторы практически не требуют обслуживания (только в случае сильно пыльных помещений), ИБП on-line типа из-за сквозной схемы охлаждения желательно раз в 1-2 года очищать от пыли (снять корпус и пропылесосить), КПД преобразования около 90%. Аккумуляторы меняются раз в 8-12 лет в зависимости от условий эксплуатации. Один час работы

    5рублей (стоимость заряда).

    Вывод №4. Генераторы требуют регулярного сервисного обслуживания и внимания, бесперебойники не требуют затрат, принцип – “поставил и забыл”.

    V. Комфорт

    Генераторы сильно шумят (особенно дизеля). Очень неприятно, если отключение света произошло ночью и автоматика запустила станцию. Во время работы чувствуется запах выхлопных газов на участке.

    Инверторы работают полностью бесшумно. ИБП on-line типа шумят вентиляторами охлаждения – желательно их ставить в отдельное помещение. Аккумуляторы полностью герметичны, газов во время заряда и разряда не выделяется.

    Вывод №5. Работа бесперебойников комфортнее и экологичнее.

    VI. Установка

    Генераторы бюджетного сегмента с автозапуском устанавливаются как правило в гараже, либо на цокольном этаже. Обязательно требуется система вентиляции, отвод выхлопных газов и виброизолирующий слой резины. Силовые линии прокладываются через весь дом к щиту автоматики и далее к главному щиту (ГРЩ). Газовые генераторы обязательно устанавливаются на улице на специально подготовленную забетонированную площадку и по согласованному с газовой кампанией проекту (если у вас не газгольдер).

    Большие стационарные дизельный электростанции ставятся в кожухе под навесом или в открытом исполнении в помещении. Требуется прокладка силовых линий под землей.

    Установка ИБП не требует больших затрат и много места. Важна температура – от 5 до 25С и нормальная влажность.

    Вывод №6. Найти место для монтажа ИБП проще и стоимость работ ниже.

    Инвертор для питания дома

    Инвертор для питания дома

    Мы произвели сравнение двух принципиальных решений (ИБП/генератор) для обеспечения частного дома электричеством в случае перебоев с напряжением. Электростанции имеют преимущество только в двух случаях:

    1. При необходимости максимально дешевого решения для снабжения всего дома электричеством: генератор с ручным пуском на 5-6кВт, который будет работать на улице для всего коттеджа обойдется в 50-60т.р. Генератор с автоматикой сравним по цене с бесперебойником.
    2. При частых и длительных отключениях электричества (более суток) преимущество имеют газовые и дизельные электростанции.

    Во всех остальных случаях оптимальнее использовать ИБП:

    1. Выше надежность ввода резерва
    2. Больше время автономной работы по отношению к бюджетным автоматическим генераторам
    3. Существенно выше качество питания бытовой техники
    4. Наличие стабилизации напряжения у ИБП on-line и защита от перенапряжений у инверторов.
    5. Заметно ниже стоимость владения и отсутствие проблем с обслуживанием
    6. Проще установка и мониторинг за состоянием системы

    В заключении заметим, что достаточно часто поступают запросы на установку бесперебойников на длительную автономную работу от клиентов, которые уже имеют установленный генератор.


    Задавайте ваши вопросы в комментариях!

    Источник