Из-за этого запрета я был вынужден пользоваться химическими источниками тока. А конкретно, вот такими батарейками:

Поначалу я занимался механикой и электротехникой, делал различные механизмы с электродвигателями, но питать их было нечем. Электродвигатели были примерно такие (с большим трудом нашел в Интернет фотографию двигателя):

Играться с механизмами, сделанными своими руками, было очень интересно. Но через короткое время заряд заканчивался, ведь батарейки были совсем не такие, как современные «Duracell», двигатели тоже не блистали КПД, да и конструкция, сделанная ребенком, была далека от экономичности. Выпросить у взрослых новые батарейки было непросто. Они, может, и хотели бы мне их купить, но продавались батарейки только в райцентре, ехать туда 25 км, не каждый месяц там кто-то бывал. Вот и сидел я на голодном пайке, перебирая по которому кругу использованные батарейки, стуча по ним молотком и защемляя во входной двери, чтобы хоть как-то продлить их работу.

Акумуляторы в то время я видел двух видов: что-то типа 6СТ-55, которые устанавливались в автомобили, да дисковые аккумуляторы Д-025, которые стояли в модном фонарике, заряжавшемся от сети. В нашей семье такого фонарика не было. Я знал о них лишь по той причине, что соседи отдали мне на запчасти несколько таких фонариков, в которых аккумуляторы потеряли емкость. А происходило это, по их словам, довольно быстро. В этом фонарике, кстати, был очень необычный выпрямительный элемент. Другие типы аккумуляторов видел только на картинках в книгах. Поэтому к аккумуляторам доверия не было, да и они были некой экзотикой. Оставались батарейки. Глотая слюну, я смотрел на механизмы, работающие от сети. Какое счастье, они могли работать вечно! С тех пор выработалось негативное отношение к автономному питанию.

Когда я пошел в школу, мне разрешили работать с сетью. Первое, что я сделал, это сетевой лабораторный блок питания.

Трансформатор мотал сам, и первичку, и вторичку. Железо взял от сгоревшего силового трансформатора ламповой радиолы. Выходное напряжение у меня регулировалось переключением отводов вторичной обмотки. Как вспомню, с какими трудами удавалось найти хоть что-то из материалов - ужас. Весь листовой алюминий, которым я владел большую часть детства, это была крышка от выброшенной стиральной машины "Рига". Впрочем, сейчас с материалами не сильно лучше. Трансформатор БП был закреплен полосками жести, которые прикручены к деревянному основанию гвоздями с нарезанной на них резьбой М4. Счастье, что метчики и плашки были у меня с раннего детства. Галетник – и тот наполовину самодельный. Я уже не помню, по какой причине его пришлось переделывать. Для передней панели нашел кусок синего пластика. В детстве такого пластика были большие листы, они применялись где-то в строительстве. Но обрабатывался этот пластик очень плохо, он был похож по свойствам на полиэтилен. Зато у меня был кусок фольгированного стеклотекстолита! Я вырезал на нем дорожки и установил мост на Д226 и конденсатор. Можно сказать, БП был сделан на печатной плате! Этот блок питания прослужил мне все школьные годы и по факту является самой полезной моей конструкцией в жизни. Хотя в старших классах я сделал новый БП, более мощный, но все равно пользовался в основном старым.

Был у меня еще и БП для питания ламповых конструкций (+300 В анодного и ~6.3 В накала), но это промышленная конструкция. В некоторых ламповых радиолах БП выполнялся на отдельном шасси, вот оттуда я его и взял. Был у него и корпус с панелью из той же синей пластмассы, но, увы, фото корпуса нет. Вообще, все эти фотографии делались недавно, до этого приборы десятилетия валялись в пыли чердака.

В последующие годы я делал конструкции только с сетевым питанием. Автономные приборы – это что-то неполноценное. Например, портативный магнитофон всегда хуже стационарного, а переносной приемник хуже радиолы. И хорошо еще, если магнитофон имеет сетевой блок питания. Иначе предстоят вечные мучения с батарейками, которых когда надо нет под рукой. Так же и другие приборы, например, измерительные. Признаком высокого класса является сетевое питание.

Очередной раз я столкнулся с автономным питанием в 1998 году, когда решил сделать себе щедрый подарок на 30-летие и купил на рынке портативный проигрыватель компакт-дисков Panasonic SL-S200.

В то время у меня уже был стационарный компакт-проигрыватель, сделанный из обломков автомобильного проигрывателя Sony. Корпус самодельный, блок питания и аналоговая часть самодельная, дополнительный процессор AT89C2051 для реализации ИК ДУ.

Вместе с Panasonic SL-S200 продавцы решили реализовать мне аккумуляторы GP и зарядное устройство для них. Сам Panasonic имел сетевой блок питания, но на 110 В. К нему добрые продавцы дали маленький автотрансформатор, «рыжик», как его назвали за коричневый цвет пластин. Я, конечно, пользоваться им не стал, а переделал сетевой блок питания, заменив в нем трансформатор. Корпус взял от какого-то другого адаптера, родной был слишком маленький. Только шильдик аккуратно выпилил и вклеил в свой корпус.

Еще пришлось сразу отказаться от наушников, которые шли в комплекте. Но у меня были Sony MDR-14, купленные в магазине за 16$. Вообще, интересное тогда было время – в магазине на центральном проспекте столицы официально торговали за доллары. Я дал двадцатку (а это были тогда большие деньги), из кассы мне достали сдачу – 4 единички. Аккумуляторы GP не шли ни в какое сравнение с батарейками. Тем более, заряжать их было негде – купленное зарядное устройсво при первом включении испустило дым. Так я в очередной раз разочаровался в аккумуляторах. Плейер слушал в основном дома, питая его от сети. Мобильность понадобилась только в пределах квартиры. С собой куда-то пробовал брать, но вне дома слушать музыку не хочется. Так он и провел уже более 16 лет, почти не выходя из дома.

Следующий раз, когда меня жизнь снова столкнула с автономным питанием, это покупка первой цифровой фотокамеры Nikon 2100. В комплекте шли аккумуляторы, маркированные как Nikon. Я, конечно, по привычке решил запитаться от батареек. Но был расстроен тем, как быстро они заканчиваются. На удивление, аккумуляторы работали намного дольше. Тем более, в комплекте шло быстрое зарядное устройство тоже от Nikon. Первый раз в жизни увидел что-то хорошее в аккумуляторах. Очень захотелось купить такие же аккумуляторы в качестве второго комплекта. Вряд ли Nikon делает аккумуляторы сам, скорее всего, берет у кого-то другого. Я начал пристально рассматривать продающиеся аккумуляторы. Точь-в-точь были похожими аккумуляторы Sanyo, даже буквы HR на донышке были так же выштампованы. Только на них значилась емкость 2300, а на тех, с этикеткой Nikon, 2100.

Напуганный плохими аккумуляторами GP, долго не решался купить эти Sanyo, ведь аккумуляторы – вещи не дешевые. Но все-таки купил. В жизни радость случается редко, но тут именно тот случай. Купленные аккумуляторы работали так же долго, как и родные.

Когда пришло время менять фотоаппарат, встал вопрос о зарядке 4-х аккумуляторов AA. Была сделана попытка сделать свое зарядное устройство не хуже покупного. Но эта попытка провалилась. Я не понимаю, как в таком малом габарите умещается сетевой импульсник, да еще и схема контроля зарядки индивидуально для каждого из 4-х аккумуляторов. В результате долгих размышлений была написана и куплено зарядное устройство Duracell за большие деньги – целых 40$.

Для фотоаппарата я купил комплект тех же аккумуляторов Sanyo, потом еще один – работали они прекрасно. Один из комплектов был очень старый, пора было менять. Но в очередной раз купленные аккумуляторы оказались совсем слабенькими – примерно раза в 3 меньше емкостью. А на вид они никак не отличались. Огорчение было огромным, ведь деньги потрачены немалые. Но что делать, аккумуляторы нужны, решил еще раз рискнуть – купил комплект Sony. И опять провал. Снова разозлился в адрес автономного питания, но фотоаппарат является тем редким исключением, когда его эксплуатация возле розетки является практически невозможной. Прочитал на форумах, что сейчас продаются сплошные подделки, невозможно купить нормальные аккумуляторы. Вычитал, что Ansmann, вроде, пока не подделывают. Купил комплект со скромной емкостью 2100 и остался доволен. Снова на уровне старых добрых Sanyo.

В зеркальной фотокамере литиевый аккумулятор. Сначала переживал по этому поводу – невозможно купить в ближайшем киоске батарейки в случае чего. Но камера настолько экономична, что вообще забыл проблему аккумулятров. Зато накамерная вспышка питается от 4-х аккумуляторов AA. Тоже нужно было что-то покупать. Проанализировал отзывы и купил снова Sanyo, но теперь новую линейку Eneloop. Оказались отличными аккумуляторами.

Еще одно устройство, где без аккумулятора никак, это мобильный телефон. Сам по себе, конечно, телефон не так уж нужен, если не работаешь диспетчером или развозчиком пиццы, но раз есть, так нужно поддерживать в рабочем состоянии. Вот и приходится регулярно покупать новые аккумуляторы. Тоже попадаются разного качества, ничего тут не поделать.

По долгу службы делал много различных электронных устройств. Но почти никогда не делал автономных. Разве что термометр, который питается от 2-х батареек AA или от сети, в связи с чем там применен SEPIC-преобразователь, который может как повышать напряжение батареек до 3.3 В, так и понижать напряжение сетевого адаптера.

К чему я клоню? В последнее время сплошь и рядом радиолюбители пытаются делать приборы с автономным питанием. Я этого не понимаю. Там же возникает куча проблем. Мало обеспечить характеристики, нужно еще обеспечить низкое потребление. Зачем себя зажимать в такие рамки? Ну а если кто-то считает, что будет использовать прибор в поле, то он автоматически ставит себя на низшую ступеньку иерархии работников отрасли: жизнь в командировках вместо работы в уютном офисе за своим собственным столом в удобном кресле.

P.S. Забыл об одном устройстве, где автономномное питание оправдано. Это часы. В результате того, что потребление маленькое, менять батарейки приходится редко (раз в несколько лет), это можно терпеть. Но есть и обратная сторона низкого энергопотребления - на таких часах в темноте ничего не видно.

Энергетический кризис, ставший следствием московской аварии на подстанции в Чагине и настигший Москву и ряд ближайших к ней областей, показал, что для нашего человека даже столь неординарные события — это вовсе не повод для того, чтобы нервничать.

ля Минпромэнерго РФ отключение электричества, произошедшее в московском и соседних регионах России, — это уникальная ситуация чрезвычайного характера, однако хронические отключения как отдельных домов, так и целых кварталов в различных регионах страны случаются не так уж и редко.

Работники Министерства промышленности и энергетики РФ, естественно, сделали надлежащие выводы и уже докладывают нам, что «из всего комплекса действий, связанных с ликвидацией отключения электричества, будет вынесен бесценный позитивный опыт», однако изношенное оборудование, которое служит уже по 40-50 лет, не может быть заменено в одночасье, а пока идет техническое перевооружение отрасли электроэнергетики, мы тоже можем кое-что предпринять, чтобы хоть как-то обезопасить себя от подобных издержек цивилизации.

Источники бесперебойного питания

ак известно, источники бесперебойного питания (ИБП или UPS — Uninteruptable Power Source) предназначены скорее для того, чтобы предотвратить аварийное завершение работы устройства, а вовсе не для длительной работы оного при отсутствии напряжения в электросети. Собственно, стоимость аккумуляторов составляет наиболее весомую долю в общей стоимости ИБП, причем чем большую емкость они имеют, тем система дороже.

Строго говоря, те цифры, которые указаны в прайс-листах или на корпусах ИБП, обозначают так называемую полную мощность, которая измеряется в вольт-амперах (В·А, V·A) и применима к постоянному току, или активную мощность, измеряемую в ваттах (Вт), а время работы от батарей зависит от мощности UPS нелинейно.

Для импульсных блоков питания компьютеров мощность в вольт-амперах соответствует мощности в ваттах с коэффициентом 0,6-0,8, то есть если на ИБП указано 400 V·A, то это соответствует суммарной мощности подключаемых устройств примерно в 280 Вт. Однако производители рекомендуют выбирать ИБП с расчетом 20% запаса по мощности нагрузки, чтобы у пользователя все-таки хватило времени на выполнение всех завершающих действий перед выключением компьютера. Например, для современных настольных ПК с блоками питания мощностью 300 Вт необходимо выбирать ИБП мощностью 350-360 Вт (или 514 V·A).

Как показывает опыт, простой домашний компьютер с монитором работает на ИБП мощностью 400 V·A в лучшем случае лишь 5-10 мин. Поэтому, сообразуясь с существующими моделями и запасом по мощности нагрузки, лучше выбрать ИБП, рассчитанный на 600-750 V·A. Причем если для ИБП мощностью 500 V·A время работы составит 10-15 мин, то на ИБП мощностью 1000 V·A тот же набор устройств будет работать минут 40 (то есть один мощный ИБП работает дольше, чем два с такой же суммарной мощностью). Кстати, если перегрузка ИБП будет длиться хотя бы пару секунд, он просто отключит всю нагрузку.

Однако и стоимость ИПБ зависит от мощности нелинейно. Так, скажем, если популярный ИБП APC SmartUPS 420 V·A стоит 150 долл., то APC SmartUPS 700 V·A — уже 250 долл. Впрочем, существуют и недорогие ИБП, которые не выравнивают напряжение, а только переключаются на аккумулятор в случае его отсутствия. Цены на такие устройства вполне доступны — APC BackUPS 500 V·A стоит примерно 50-60 долл.

Отметим также, что срок службы аккумуляторов в ИБП колеблется от 3 до 6 лет, а стоимость замены всех аккумуляторов в одном ИБП составляет в среднем половину полной стоимости нового устройства.

При этом недорогие ИБП, как правило, маломощные. Цены на мощные модели той же компании APC, такие как Matrix 300 и 5000 V·A, начинаются уже от 3 тыс. долл. А уж цена таких моделей, как Symmetra (APC) мощностью от 8000 до 16 000 V·A, — от 8 тыс. долл.

Таким образом, применение мощных ИБП в домашних условиях оказывается бессмысленным, а использование недорогого ИБП сводится только к тому, чтобы срочно сохранить все файлы и выключить оргтехнику во избежание потери данных.

Источник автономного питания из ИБП

ак же нам защититься от длительных перебоев в электропитании? Неужели для этого необходимо покупать столь дорогие и мощные источники бесперебойного питания?

Здесь можно предложить два варианта:

• к штатному аккумулятору ИПС параллельно подключить недорогой автомобильный аккумулятор (кстати, у автомобилистов часто остаются вполне работоспособные аккумуляторы, использовать которые зимой они уже не решаются, но заряд такие устройства держат еще неплохо);
• для пары-тройки автомобильных аккумуляторов использовать преобразователь напряжения из 12 в 220 В.

Первый вариант, возможно, вполне сгодится в качестве дешевой альтернативы дорогостоящей замены штатных батарей ИБП, когда источник бесперебойного питания ввиду выхода из строя штатных батарей начинает работать только как сетевой фильтр. Однако в случае глубокой разрядки автомобильного аккумулятора применение нештатного аккумулятора на ИБП чревато серьезными проблемами.

Ведь схема управления ИБП, как правило, рассчитана только на штатную батарею. Например, если вы вздумаете заменить на том же APC BackUPS 500 V·A штатную батарею 12V7AH на новую 12V20AH (по сути такую же, но более емкую), то при зарядке более емкая батарея будет брать больший ток и от перегрева проводов и элементов схемы наверняка выйдет из строя контроллер управления (или сработает защита от превышения тока в схеме подзарядки и зарядка попросту не пойдет).

Что касается автомобильного, гораздо более емкого аккумулятора, то средний ток зарядки не сильно разряженной аккумуляторной батареи не превышает 1/10 от максимального, поэтому при неглубокой разрядке ничего случиться не должно. Однако после сколько-нибудь значительной разрядки дополнительного аккумулятора вам придется отсоединять его от ИБП и заряжать отдельным зарядным устройством, а это не очень удобно.

Что можно предпринять в данной ситуации? Во-первых, можно использовать для подключения дополнительной батареи отдельный контроллер по минимальному и максимальному напряжению (например, описанный на http://battery.newlist.ru/chargers_lvd_01.htm). Тогда дополнительная схема автоматического отключения нагрузки по минимально и максимально допустимому напряжению защитит схему ИБП. Пороги срабатывания вы отрегулируете потенциометрами, а диапазон рабочих напряжений будет определяться параметрами используемых транзисторов.

Или же, если вы планируете использовать автомобильный свинцово-кислотный аккумулятор, то и ИПБ нужно выбирать не со щелочным, а со свинцово-кислотным штатным аккумулятором. Тогда схема подзарядки ИПБ будет рассчитана на использование батарей со сходными параметрами, следовательно, разряженный автомобильный аккумулятор не сожжет контроллер ИБП. Конечно, у любой схемы подзарядки есть некий предел тока и если навесить на совсем уж маломощный ИБП внешний автомобильный аккумулятор, то ИПБ может и сгореть, особенно если доводить аккумулятор до полной разрядки.

Впрочем, можно использовать и смешанную схему, когда автомобильный аккумулятор заряжается постоянно подключенным зарядным устройством для автомобильных аккумуляторов (с контролем от перезаряда и прочей автоматикой) и одновременно аккумулятор подключается к ИБП параллельно штатной батарее. Таким образом, в этом случае ИБП служит лишь преобразователем напряжения из 12 в 220 В.

Вариант со специальным преобразователем напряжения 12/220 В вместо ИБП более надежен, но такой преобразователь напряжения большой мощности сравним по стоимости с ИБП и к тому же все равно потребует приобретения достаточно мощного зарядного устройства для автомобильных аккумуляторов. При этом маломощное зарядное устройство заряжает очень долго, а мощное стоит довольно дорого и имеет внушительные размеры (то есть наряду с экономической целесообразностью такой системы необходимо будет рассмотреть и ее массогабаритные параметры).

Стоимость автомобильных адаптеров 12/220 В мощностью 600 Вт составляет примерно 80-100 долл. Преобразователь напряжения 12/220 В мощностью 1200 Вт обойдется уже в 200-220 долл., а адаптер мощностью 2500-3000 Вт — более чем в 400 долл. Как видите, даже цены адаптеров уже вполне сопоставимы с ценами аналогичных по мощности ИБП, а ведь нам еще понадобится зарядное устройство для аккумуляторов!

Готовые решения

Принципе, сама идея использования автомобильных аккумуляторов в качестве источника автономного питания не нова, и российская промышленность имеет несколько готовых решений. Так, например, фирма «МикроАрт» (http://www.invertors.ru) предлагает относительно недорогие устройства МАП «Энергия» — преобразователи постоянного напряжения 12 или 24 в переменное 220 В (двунаправленные инверторы) мощностью от 0,9 до 12 кВт со встроенным интеллектуальным микроконтроллером, обеспечивающим автоматическое управление режимами и, при необходимости, связь с компьютером.

Такой преобразователь одновременно и заряжает автомобильные аккумуляторы (один или несколько), и используется как источник автономного питания: если есть сетевое напряжение 220 В, то он просто пропускает его сквозь себя и, при необходимости, подзаряжает аккумуляторы; если же внешнее сетевое напряжение исчезло — он мгновенно начинает генерировать 220 В от аккумуляторов. Время работы такого источника зависит от нагрузки и емкости аккумуляторов. Так, четырех аккумуляторов по 190 А/ч хватит на 17 ч при постоянной нагрузке 500 Вт (см. таблицу). Также, например, любой автомобиль можно будет использовать как автономную электростанцию на колесах, причем двигатель автомобиля некоторое время можно даже не включать. Такой преобразователь значительно дешевле газовой или дизельной мини-электростанции, миниатюрен и легок. Цена преобразователей МАП «Энергия» — от 8 тыс. руб. Дополнительно за 650 руб. можно приобрести шнур, контроллер и ПО для подключения этого устройства к компьютеру (то есть МАП «Энергия» способен полностью заменить ИБП).

Если же перебои с электричеством очень длительные или его нет вообще, то можно использовать такой преобразователь совместно с мини-электростанцией (газовой или дизельной), а также с альтернативными источниками питания (солнечными гелиоустановками и ветрогенераторами) для накопления энергии. В этом случае, включая электростанцию всего на 3 ч в день, можно обеспечить себя электричеством на круглые сутки!

Помимо использования данного устройства в качестве источника бесперебойного или автономного питания, его можно задействовать и как преобразователь постоянного напряжения 12 или 24 В (существует два варианта устройств) в переменное 220 В с частотой 50 Гц, и как пускозарядное устройство для автомобиля.

Устройство обеспечивает защиту от перегрузки, короткого замыкания, подключения аккумулятора неправильной полярностью, от перезаряда и полного разряда аккумулятора. Кроме того, оно снабжено системой защиты питаемых устройств от перенапряжений и системой плавного пуска, что исключает высокое потребление тока в момент запуска.

Время работы от аккумулятора

Заметки на полях

еобходимо отметить, что свинцово-кислотные автомобильные аккумуляторные батареи настоятельно не рекомендуется заряжать в жилом помещении, так как при интенсивной подзарядке они выделяют газы. В процессе работы (разрядки) кислотные аккумуляторы вполне безобидны. Отметим, что, в частности, именно поэтому аккумуляторы для ИБП значительно дороже — их конструкция герметична и сверху у них отсутствуют вентиляционные отверстия. Поэтому аккумуляторное хозяйство в городской квартире лучше держать на балконе.

В течение трех лет мне пришлось жить в загородном доме без централизованного электроснабжения и за это время удалось наладить автономную энергетическую систему , которая позволяет жить и работать семье в любое время года.

В современной жизни многие стремятся построить загородные дома и по возможности проводить там больше времени. При этом энергетика пригородов развивается слабо, оборудование в сильно изношенном состоянии, провода воруют, отключения на неопределенный срок (как правило тогда, кода больше всего нужно) стали привычным явлением.

Прогноз развития ситуации скорее всего пессимистический — ситуация будет только ухудшаться, а электроэнергия дорожать…

Тем, кто не хочет ждать «у моря погоды» , обращен этот материал и надежда найти единомышленников. Вот некоторые соображения и описание достигнутого.

Задача автономного электроснабжения может решаться двумя принципиально разными способами:

• установка постоянно (когда это необходимо) работающей , которая обеспечивает все потребности в электричестве;
• создание комплексной системы электропитания , которая может в себя включать и электростанцию, но работающую только тогда, когда нужна большая мощность или другие источники энергии исчерпаны.

Первый способ обладает тем преимуществом, что позволяет не решать множество задач и дает возможность пользоваться стандартными техническими решениями, но имеет несколько противопоказаний:

• необходима электростанция, имеющая большой моторесурс, малый расход топлива, предназначенная для круглосуточной эксплуатации в необслуживаемом режиме, не создающая радио помех, шума и вибраций, а следовательно дорогая (правда некоторые из этих проблем можно свести на нет своими силами);
• необходимо хранилище топлива и при том пожаробезопасное;
• для установки электростанции нужно специальное помещение, позволяющее отчасти скрыть недостатки доступных электростанций т.е. имеющее хороший фундамент, толстые стены, вытяжную вентиляцию, уходящую в небо выхлопную трубу;
• для устранения неприятных запахов желательно установить достаточно высокую выхлопную трубу, но у нее при эксплуатации в зимнее время возникнет проблема, состоящая в том, что большая часть трубы не будет прогреваться выше точки росы и как следствие после остановки электростанции собравшая в трубе вода будет замерзать и закрывать трубу.

Эту проблему можно решить, установив у нижней точки трубы сливной кран с которого спускать конденсат перед выключением электростанции или (и) обеспечив теплоизоляцию всей трубы.

Снизить расходы на топливо можно переведя электростанцию с жидкого топлива на газообразное, что одновременно снизит токсичность выхлопных газов, но этот способ применим только для четырехтактных двигателей.

Все перечисленные соображения были использованы при установке электростанции АБ -4, которая во многом уступает импортным, но имеет и крупные преимущества: дешевизна, нетребовательность к условиям эксплуатации, большой моторесурс, доступные запчасти — в её основе используется двигатель (вернее его 1/2 часть) от 30 — сильного «Запорожца». На АБ -4 легко монтируется автомобильный стартер и АКБ, в результате чего получается удобная электростанция, которую может завести и ребенок. АБ -4 была установлена в пристройке к гаражу и часть охлаждающего потока воздуха (у неё воздушное охлаждение) в зимнее время подается в гараж. Выхлопная труба 3/4″ соединена с электростанцией отрезком гофрированной трубы из нержавейки, а перед трубой на стене помещения смонтирован автомобильный глушитель. В качестве топлива используется газ пропан в баллонах по 50 л. Мощности АБ -4 вполне достаточно для работы любых электроинструментов, включая электросварку. Но используется она не постоянно т.к. при всех ухищрениях уровень шума все -же заметен в особенности вечером летом, а зимой, когда окна и двери закрыты в доме ничего не слышно. Кроме того на самом деле постоянно такая мощность не нужна, а использование электростанции практически на холостом ходу очень непрактично — износ все равно идет и кпд стремится к нулю.

Поэтому мной был реализован более сложный вариант, соответствующий второму способу.

Для начала были подвергнуты сомнению некоторые сложившиеся стереотипы:

1. Ток должен быть переменным . Это утверждение навязано производителями электрооборудования во времена, когда единственным способом изменить напряжение был использование трансформатора. Сейчас, когда большинство устройств имеет бестрансформаторные блоки питания — им все равно постоянным током их питают или переменным. Простейший способ проверить годится ли Ваше устройство на питание постоянным током — убедиться в наличии автовольтажа или спросить у специалиста. Естественно, для постоянного тока прекрасно подходят все лампы накаливания, электронагревательные приборы и устройства с коллекторными двигателями. Внимательно ознакомившись с имеющейся бытовой техникой, вы убедитесь, что проблемы возникают только с асинхронными двигателями, лампами дневного света, телевизорами (в части системы размагничивания кинескопа) и холодильниками. Все эти проблемы преодолимы. И поэтому, у себя в доме я проложил две электросети: постоянного и переменного тока. Обе напряжением 220 вольт. В результате чего все освещение и те устройства, которые удалось приспособить для постоянного тока, подключены к первой, а остальные — ко второй и работают только при наличии переменного напряжения, т.е. когда работает электростанция. Такая схема позволила использовать для запасания электроэнергии аккумуляторные батареи 12В емкостью 7 А*ч из числа применяемых в устройствах гарантированного электропитания компьютеров. Их установлено два комплекта по 17 шт. АКБ данного типа являются необслуживаемыми, герметичными, не боящимися полного разряда и замерзания. Они развивают ток до 30 ампер, что при 220 вольтах дает весьма солидную мощность. Запасенной в них электроэнергии мне хватает при разумной экономии на пару суток. Но все же я предпочитаю раз в сутки заводить электростанцию на два-три часа и подзаряжать АКБ. Одновременно можно выполнять множество работ для которых нужен переменный ток.
2. Второе заблуждение , что холодильник должен быть обязательно электрическим. На самом деле, в СССР даже серийно выпускались холодильники, питающиеся бытовым газом — пропаном. На их основе делались и электрические холодильники абсорбционного типа: «Морозко», «Иней», «Ладога» и т.д. Вся разница состояла в том, что вместо миниатюрной горелки устанавливался электронагреватель. Если взять такой холодильник, вынуть из него нагревательный элемент, поставить запальник от водогрея и вытяжную трубу вывести через отверстие, где установлен переключатель режимов, то получится отличный газовый холодильник, расходующий около одного 50 л баллона пропана на два месяца непрерывной работы. Естественно, нужно вытяжную трубу вывести на улицу и соблюдать другие меры противопожарной безопасности.
3. Третье заблуждение : использование преобразователей постоянного напряжения в переменное — инверторов для питания всей сети переменным током приносит больше проблем, чем удовольствия. Это связано с тем, что выпускаемые сейчас инверторы выполнены, как правило с повышением напряжения с 12/24 вольт до 220В. Следовательно, запасать энергию придется в автомобильных АКБ со всеми их недостатками (Прим. solarhome: здесь автор не совсем прав — совсем не обязательно применять автомобильные АБ) . Такие инверторы на достаточную мощность крайне дороги и не выносят работы на произвольную нагрузку (например холодильник)(Прим. solarhome: тоже спорное утверждение — сейчас есть инверторы для любых целей в очень широком ценовом диапазоне) , кроме того, что бы не писали в рекламных проспектах на их выходе не синусоидальное напряжение, а прямоугольные импульсы, к которым многие электромоторы относятся очень плохо.(Прим. solarhome: тоже спорное утверждение — сейчас есть инверторы для любых целей в очень широком ценовом диапазоне, а несинусоидальные инверторы постепенно уходят в прошлое) . И само главное — в условиях сельской местности в зоне неуверенного телевизионного приема даже незначительный уровень помех, создаваемый инвертором, лишает Вас возможности смотреть телевизор (и всех ваших соседей). Поэтому мне пришлось отказаться от использования инверторов везде, где это возможно и если иначе никак — то устанавливать самодельные бестрансформаторные инверторы 220 — 220, работающие на одну конкретную нагрузку, а не на всю сеть. Они получаются недорогие и не создающие помех.
4. Система размагничивания кинескопа в современных телевизорах и мониторах компьютеров ежедневно не нужна. Эти приборы, как и сами компьютеры, прекрасно работают от постоянного тока, а петлю размагничивания надо отключить, поставив дополнительные тумблер. Его можно включать, когда телевизор питается переменным током и выключать при постоянном (Прим. solarhome: видимо, эта проблема тоже практически в прошлом, так как телевизоры и мониторы на кинескопах практически уже не применяются — их заменили жидкокристаллические мониторы, также питающиеся постоянным напряжением) .

Чтобы получить окончательное представление о созданной системе её надо дополнить и солнечной батареей . Правда, эти части в большей степени требуют доработки, но свою функцию все же выполняют.

Ветрогенератор заряжает АКБ круглосуточно (когда есть ветер), так что к выходным АКБ полностью заряжена. Ветрогенератор изготовлен полностью самостоятельно т. к. все, что предлагается промышленностью, несет в себе стремление к гигантизму и плохо приспособлено к жизни (Прим.: сейчас это не так — можно найти недорогие и качественные китайского производства, которые гораздо эффективнее изготовленного автором статьи карусельного ветряка) . Поэтому ветроколесо выполнено карусельного типа из стеклопласта на эпоксидной смоле и размеры его невелики — 1*1,5 м. Такое колесо по силам изготовить и установить любому технически подготовленному человеку. Оно не создает переотражений радиосигналов и шума. Место установки — конек крыши — наименее доступно для посторонних и наиболее доступно для ветра. В перспективе колес будет несколько, стоящих рядом. Малые размеры колеса определяют его невысокую мощность, но и малую ветровую нагрузку на стропила и отсутствие вибраций. Конечно снимаемая с колеса мощность невелика — в среднем около 30 Вт, но это в среднем — мощность зависит от куба скорости ветра. В два раза больше скорость ветра — в восемь раз больше мощность. И не надо забывать, что генератор используется не для питания, а только для зарядки АКБ. В качестве генератора используется переделанный генератор автомобиля у которого вместо обмотки возбуждения установлены постоянные магниты, а статорная обмотка перемотана тонким проводом. Это дает возможность получать приемлемый КПД, т.к. не расходуется весьма значительная мощность на возбуждение. Получаемое сильно меняющееся от скорости ветра напряжение выпрямляется и преобразуется к напряжению 220 вольт. Ветроколесо соединено с генератором повышающим редуктором 1:5 и это большой недостаток. Хотелось бы переделать генератор, установив в нем более мощные «редкоземельные» магниты и желательно увеличив число полюсов, тогда можно получить более высокий КПД и эффективную работу при очень малых ветрах без редуктора. (прим. сайт — вместо турбины карусельного типа лучше использовать турбину типа Савониус, или пропеллерную — в последнем случае можно спокойно обойтись без редуктора и существенно повысить эффективность использования энергии ветра — практически в 2 раза)

Солнечная батарея может хорошо дополнять ветряк для тех же целей, но с ней все те же проблемы: то что предлагают очень дорого и имеет низкое напряжение. Эксперименты с 12 вольтовой маломощной батареей показали, что при безоблачном небе можно рассчитывать на на 12 вольт 0,1 ампера, что вполне достаточно, если установить 20 шт. таких батарей, но где их взять по разумной с точки зрения покупателя цене? (прим. solarhome — с момента написания статьи ситуация в корне изменилась — можно найти любые СБ по приемлемой цене)

Изложенные соображения и результаты экспериментов показывают, что с теми или иными сложностями задача решается даже в кустарных условиях, надо только оторваться от традиционных представлений. Конечно, это не серийные образцы, но работу свою выполняют уже не один год.

В заключение хочу напомнить, что по мнению большого числа независимых экспертов и моему тоже, ситуация в энергетике будет постоянно усложняться и доля автономии никому не вредила.

Продолжить чтение

С ситуацией, когда отключают электроэнергию, наверное, сталкивался каждый. Причем порой электричества нет в самый неподходящий момент. В загородных домах проблемы с подачей электроэнергии тоже не редкость. Но как же быть, если такие ситуации возникают довольно часто?

Современные технологии развились настолько хорошо, что выход из такого положения был найден - это автономные источники питания, которые можно купить у нас.

Перепады напряжения? Помогут автономные источники электричества!

Источники резервного питания также актуальны, когда протянуть линию электропередач просто невозможно или же электропитание попросту некачественное. Каждому владельцу загородного дома хочется отдохнуть и отлично провести выходные, причем без электричества в таких ситуациях просто не обойтись. Постоянные и систематические перепады напряжения, сопровождающиеся «миганием» осветительных приборов, отрицательно сказываются на технике, существенно сокращая срок их службы. Чересчур сильные всплески способны вывести из строя микросхемы и блоки питания.

Функции автономных источников питания.

Для того чтобы вся аппаратура работала долго и бесперебойно, лучше использовать автономные источники электричества. Их главная задача - обеспечить нормальное, корректное завершение работы электроприборов в случае неожиданного отключения электроэнергии. Также они должны надежно защищать технику от всех типов перебоев, возникающих в электрических сетях, а именно:

• всплесках напряжения;
• высоковольтных выбросах;
• так называемых «проседаниях» напряжения;
• в случае пропадания напряжения;
• подсадки;
• выбега частоты.

На сегодняшний день практически в каждом доме имеется персональный компьютер. Согласно исследованиям, именно он ежемесячно подвергается около 120 нештатным ситуациям, причиной возникновения которых являются именно перепады напряжения.

Бесперебойное питание помогает напрочь забыть обо всех вышеперечисленных проблемах. Задачи ИБП заключаются в следующем:

• поглотить небольшое количество кратковременных выбросов напряжения;
• осуществлять фильтрацию питающего напряжения, понижать уровень шума;
• обеспечить резервное электропитание нагрузки на протяжении определенного количества времени после пропадания напряжения в сети;
• защитить устройства, включенные в сеть, от перегрузки и короткого замыкания.

Но для того чтобы обеспечить полноценную защиту, источники резервного питания должны подключаться в сеть. К ним уже подключаются и сами устройства. ИБП конвертируют поток электроэнергии таким образом, чтобы он был оптимальным для полноценной работы устройства.

Личная система электроснабжения - оптимальный вариант для загородного дома.

Автономные источники электричества актуальны в том случае, если человеку просто невыгодно проводить линию электропередач и подключаться к сетям централизованного электроснабжения. Например, если у Вас имеется коттедж, который расположен слишком далеко от сетей централизованного электроснабжения, а ездить отдыхать в эти места Вы отправляетесь по мере возможности, лучше создать собственную автономную систему электроснабжения. Она будет способна обеспечить Вам целый ряд преимуществ, а именно:

• не нужно платить за подключение к сети;
• Вы не будете зависеть от цен на электричество;
• Вы будете вырабатывать электроэнергию тогда, когда нужно именно Вам.

Что же должна включать в себя система автономного электроснабжения?

1. Источник энергии. Как правило, источников может быть сразу несколько или же один. Это может быть фотоэлектрическая батарея, жидкотопливный генератор ЖТК, работающий на бензине или дизельном топливе, или ветроэлектрическая установка. Основным может быть любой из вышеперечисленных источников, другие можно использовать в качестве дополнительных.
2. Аккумуляторная батарея является необходимым элементом в системе автономного электроснабжения. Даже несмотря на то, что основной источник получения энергии имеется в системе, наличие батареи позволит включать его на определенное количество времени, а электричество будет поступать непрерывно.
3. Инвертор. Представляет собой устройство, которое коммутирует постоянный ток в переменный. Он необходим в тех случаях, если техника, находящаяся в доме, потребляет напряжение 220 В или если потребители расположены на значительном расстоянии. В таком случае возникают так называемые помехи и потери.
4. Контроллер заряда АБ. Необходим для того, чтобы предотвратить переразряд и перезаряд. Весьма часто такой контроллер встраивается в инвертор.
5. Нагрузка. Во время подключения в автономную систему электроснабжения всевозможных приборов необходимо знать, что устройства должны быть энергоэффективными. В качестве примера можно привести люминесцентные лампы. Их рекомендуют использовать по той причине, что лампы накаливания потребляют в 4 раза больше электричества.

Если Вы хотите раз и навсегда забыть о проблемах с напряжением, продлить срок службы приборов, установленных в Вашем коттедже или доме, системы автономного электроснабжения, источники бесперебойного питания и электрогенераторы - это то, что Вам нужно.

Порой очень трудно найти компанию, которая может предложить все и сразу. Но если Вы не нашли то, что искали, достаточно обратиться к нашему консультанту, который даст ответы на все интересующие Вас вопросы.

С нами Ваши приборы даже при сильных перепадах напряжения будут работать стабильно, а в случае полного отключения электроэнергии у Вас будет возможность правильно завершить сеанс работы персонального компьютера и успеть сохранить все данные, которые могли бы быть потеряны.

В этой статье я хочу в общих чертах рассказать о том какие бывают системы автономного или резервного электро-обеспечения, что это все примерно стоит. Так-же опишу несколько вариантов компоновки и расчета системы для разных запросов и условий. Вообще собрать своими руками свою электростанцию достаточно сложно и как правило с учетом ошибок и недочетов в итоге самодельная электростанция обходится дороже, и я советую тем кто в этом совсем ничего не понимает - обращаться к фирмам занимающимся всем этим.

Если же вы уверены в своих знаниях и силах, и у вас много свободного времени, то почему бы и нет. Самый частый случай когда требуется свое электричество на постоянной основе - это загородные дома и дачные участки, где вообще нет электросетей, или их качество отвратительное. Так-же могут быть и другие проблемы, это например высокая цена для подключения к электросетям, или бюрократические барьеры.

Автономный дом

Обеспечение своего дома электроэнергией от солнечных батарей без аккумуляторов, пока светит солнце энергия идет в электросеть и счетчик крутится в обратную сторону - вы продаете электроэнергию государству, а когда нет солнца и в темное время суток вы ее покупаете

Полноценное электро обеспечение загородных домов

Полное обеспечение своего дома это большие вложения и для этого требуется много оборудования, по-этому и цена здесь начинается от нескольких сотен тысяч рублей, и легко уходит за миллион рублей. Самый дешевый вариант на первоначальном этапе и по простоте установки и подключения это бензиновый или дизельный генератор, но минус в том что для него требуется топливо, так-же от него постоянный шум, ну и нужна отдельная комната для его установки, или монтаж на улице (но там зимой он может замерзать и плохо запускаться).

Сейчас у нас в среднестатистических загородных домах или дачных домах среднее энергопотребление около 200кВт в месяц. В потребление входят множество электрических устройств, и среди них есть такие, что требуют питания круглые сутки, например циркуляционные насосы и электрические котлы отопления, холодильники и др. По-этому генератор должен работать сутками и при этом обеспечивать большую мощность когда требуется, например когда включаем микроволновку, электрочайник, электроинструмент, сварочный аппарат и прочее. Все это можно посчитать и определится с мощностью генератора, но сразу скажу что не покупайте дешевое, так-как скупой платит дважды, а если не понимает, то так и будет тратить деньги на ремонт и замену тех или иных устройств.

Автономное питание дома от генератора

Пример электро-обеспечения дома от дизельного генератора, который устанавливается на улице в специальном контейнере

Для полной автономии бензиновый или дизельный генератор должен обеспечивать мощность до 6кВт, и работать сутками на пролет, и его ресурс должен быть высоким, иначе за год-два генератор износится и придется покупать новый или вкладываться в капитальный ремонт. При этом он за это время еще "скушает" тонны дорогостоящего топлива. Первоначальные вложения при этом в среднем 50-100т.руб., и последующая покупка топлива. Ну а из плюсов генератор работает не зависимо от погоды и тогда, когда вам нужно. Так-же к генератору можно добавить дополнительное оборудование, например блок управления генератором и переключения с центральной электросети когда электричество пропадает.

Генератор + бесперебойник

А так-же еще можно установить бесперебойный аккумуляторный источник, который может управлять генератором и электросетью. И если например электросети у вас нет совсем, то когда в бесперебойнике кончится заряд аккумуляторов, то он запустит на некоторое время генератор, а как зарядятся АКБ, то бензогенератор остановится и электричество будет подаваться от аккумуляторов. При этом бесперебойкик так-же выдает сразу 220вольт и внутри имеет контроллер зарядки аккумуляторов и блок переключения с электросети и обратно, и управления бензогенератором.

Так-же если у вас есть электросеть, но она часто пропадает и не качественная, то можно установить бесперебойник и пока есть сеть он зарядится и будет в полной готовности ждать, и как только электричество пропадет, то он включит свой инвертор и подаст 220 вольт по дому. Заряда внутренних аккумуляторов хватит на несколько часов работы в автономном режиме, чего обычно хватает чтобы переждать отключение электросети. Но сам безперебойник и аккумуляторы тоже стоят прилично, я не буду здесь рекламировать конкретные устройства, я думаю вы и сами найдете если захотите. Но плюс работы генератора с бесперебойником в том что генератору не надо работать постоянно, а требуется только заряжать аккумуляторы.

Ветро-солнечные электростанции

Если же вас не устраивает бензо-дизель-генератор, вы не хотите слышать шум от его работы, и возится с покупкой и заправкой топливом. То есть альтернативные источники электроэнергии, такие как солнечные панели и ветрогенераторы, но здесь все гораздо сложнее. Ветер и солнце вещь не постоянная и с этим приходится считаться и рассчитывать все от и до, и опять-же чем меньше вы хотите тратить сразу, тем дороже своя электростанция будет в обслуживании. Например блок самых дешевых аккумуляторов приходится менять каждые 1-3 года, а если купить качественные и подходящие АКБ, то о их замене можно забыть лет на десять и более.

Автономная электростанция

блок аккумуляторов автономной электростанции, а так-же другое оборудование, так примерно выглядит своя автономна

В весенний, летний и осенний периоды солнца обычно вполне хватает и тут надо просто рассчитать мощность солнечных панелей и емкость аккумуляторов с расчетом на сутки и этого будет достаточно. Например если у вас в месяц выходит около 200кВт, то 200:30=6.6кВт/сутки. То-есть в сутки потребляется 6,6кВт, и тогда вполне хватит солнечных панелей на 1,5 кВт и аккумуляторов с рабочей емкостью 7 кВт. Рабочая емкость, это та емкость, которую можно использовать без существенной потери емкости аккумуляторов.

Например для автомобильных стартерных АКБ это не более 30%, для тяговых свинцовых не более 70%, для щелочных около 80%, и lifepo4 тоже 80%. То-есть если вы ставите самые дешевые стартерные аккумуляторы, то чтобы постоянно брать с них 7кВт, их надо полной емкости на 21кВт, тогда они прослужат до трех лет и даже более. А если они каждый раз будут разряжаться до 50-80%, то они уже в первые месяцы начнут резко терять емкость, и быстро деградируют.

Зимой в средней части России и ближе к северу с солнцем очень плохо и выработка солнечных панелей падает в пасмурные дни до 20-ти раз и они уже не могут заряжать аккумуляторы если с них постоянно берется электричество. И тут на помощь нужно ставить или ветрогенератор, или бензогенератор, чтобы в эти периоды заряжать аккумуляторы. При этом ветрогенератор конечно предпочтительнее так-как не требует топлива для работы, но надо изучить обстановку с ветром в вашем районе чтобы понять какой мощности нужен ветрогенератор и есть ли в нем смысл, а то может у вас штиль все эти дни - когда нет солнца, и тогда без бензогенератора не обойтись.

Альтернативное электроснабжение дома

Ветрогенератор и солнечные панели позволяют полностью обеспечить все потребности в электроэнергии

Мини электростанция

Если же вам не нужны киловатты мощности, а достаточно того чтобы был свет и электричество для телевизора, ноутбука и зарядки телефонов, то тут все гораздо проще, и даже можно отказаться от инвертора и перевести все на питание от 12 вольт и сэкономить на самом инверторе. А так-же инвертор сам имеет КПД 80-90%, то-есть без него в среднем 15% энергии еще можно использовать с пользой, а не на нагрев инвертора. Конечно у потребителей на 12вольт тоже есть свои блоки питания, но когда мы делаем все на 220 вольт и ставим инвертор, то мы из 12вольт инвертором преобразовываем в 220v теряя 15% энергии, и далее примерно столько-же на преобразователях из 220v в 19v, 12v, 5v. Если из этой цепочки исключить инвертор, то 15% энергии мы сможем экономить.

Так-же можно экономить и на аккумуляторах. К примеру свинцово-кислотные аккумуляторы имеют кпд около 85-90% если они работают в номинальном режиме, но если их заряжать и разряжать током больше чем 1:10 от емкости, то КПД заряд-разряд становится еще меньше. То-же самое и с щелочными, КПД которых самый плохой. А если использовать литий-железо-фосфатные аккумуляторы, то их КПД 95-98%, и при этом он не особо ухудшается даже когда его заряжают разряжают большими токами, при этом стоят такие АКБ как щелочные и дорогие тяговые свинцовые. Сэкономив на инверторе и поставив аккумуляторы-lifepo4 , выгода составит в среднем 30%, а это значит нужно ставить или на 30% меньше солнечных батарей, или у вас будет на 30% больше энергии. Я думаю это очень важно, особенно когда энергии не хватает, и бюджет ограничен.

Если же вам иногда нужно что-то включать от 220 вольт, например электроинструмент небольшой, то можно отдельно поставить дешевый инвертор с модифицированной синусоидой мощностью на 1кВт, и через него будет работать дрель, маленькая болгарка и прочее. Но циркуляционные насосы и холодильники через дешевые инверторы работать часто отказываются, и тут лучше сразу брать инвертор с чистой синусоидой на выходе.

Но мы все привыкли к 220вольт, и если вы все хотите перевести на 220 вольт, то покупайте хороший инвертор с запасом по мощности и тут уже увеличивайте мощность солнечных панелей и емкость аккумуляторов. Вообще если что-то покупать для своей автономной системы, то тут как ни где действует правило что скупой платит дважды, а если до него не доходит, то так и будет менять отказавшие в работе устройства. Я на себе все это испытал, и это особенно касается аккумуляторов, тут лучше меньше, чем через год их на свалку отправлять.

Расчет небольшой электростанции для минимальных потребностей

К примеру если у вас на даче нет электросети, а заводить автомобиль чтобы зарядить (телефон, ноутбук, планшет, или фонарь, или посмотреть телевизор и пр.) не хочется и это не удобно, то можно установить солнечную электростанцию. Поставить на крыше дома солнечную панель, или несколько, примерно на 200ватт (цена 15000руб), аккумулятор с рабочей емкостью на 500-700ватт (10-20т.руб.), контроллер зарядки АКБ(цена 3-5т.руб). Этого хватит чтобы у вас работал круглосуточно небольшой телевизор на 12вольт диагональю 15-19дюймов, и много чего еще, ну и конечно свет по дому (2-3 лампочки небольшой мощности). Если планируется и зимой пользоваться постоянно, то придется или добавить бензогенератор, или ветрогенератор мощностью 600ватт, но все зависит от наличия ветра в вашей местности.

Мини электростанция

Небольшая самодельная электростанция

Расчет мощной электростанции

Если вы хотите питать весь дом круглый год, и потреблять по 200кВт в месяц, то тут мощность солнечных панелей должна быть от 1,5кВт/ч, рабочая емкость аккумуляторов от 10кВт, хороший преобразователь на 220вольт, ну и все остольное. А для зимы или бензогенратор, или ветрогенератор. Цена получается примерно такая, на солнечные панели около 100-150т.руб, аккумуляторы 200-250т.руб, контроллер 10-15т.руб. инвертор 15-30труб, ну и там далее еще дополнительно - индивидуально для каждого.

Вообще весь расчет всегда должен начинаться с полного анализа ваших потребностей и условий, чтобы не прогадать и тратить деньги наиболее рационально. Альтернативная энергетика это дорогое удовольствие и в итоге все равно не заменяет сабой электросеть, и тут нужно это понимать и оптимизировать электропотребление. Нужно экономить и переходить на более низкое электропотребление, а так если вы хотите по превычке пользоваться электронагревателями, мощными насасами, прожорливой бытовой техникой, то лучше тянуть электросеть, иначе своя электростанция будет стоить очень много, вполне под миллион рублей, и еще требовать обслуживания.