Примеры решений для задач автономного и резервного питания

1. Резервное питание для системы отопления загородного дома

Постановка задачи, исходные данные

     Загородный дом площадью 150 м2 отапливается твердотопливным котлом. Котел снабжен внутренней системой резервирования. Необходимо обеспечить резервное питание циркуляционных насосов системы отопления.

Суммарная мощность насосов - 100 Вт.

Максимальный прогнозируемый период отключения - 9 часов.

Решение    

       Система построена на базе инвертора МАП Pro 12-1,3. Основные параметры инвертора:

Номинальная мощность                             - 0,8кВт.

Максимальная мощность                           - 1,3 кВт.

Пиковая мощность (5 сек)                          - 2,5 кВт.

Напряжение аккумуляторной батареи      - 12 В.

 

         Состав аккумуляторной батареи - 1 аккумулятор Delta DT 12-100, напряжение - 12 В, емкость - 100 А*ч.

         Аккумулятор изготовлен по технологии AGM, герметичный, необслуживаемый, срок службы 7-10 лет.

     Выбранная емкость аккумуляторной батареи позволяет обеспечивать 5-часовые отключения с разрядом 48% от общей емкости батареи и 10 часовые отключения с разрядом 95%. Паспортное снижение емкости аккумуляторов к концу срока службы - до 60% от первоначальной.

Цены

(расчет для курса 1$=105 руб.)    

                                    Материалы

Наименование                                    Количество, шт.       Цена, руб.            Сумма, руб.

МАП Pro 12-1,3                                                 1                          57 500                      57 500

Аккумулятор Delta 12-100                                1                          20 450                      12 695

Скидка по акции                                                                                                            -3 985

                                                                                              ИТОГО:                            66 210

                                    Работы

Наименование                                    Количество, шт.       Цена, руб.            Сумма, руб.

Монтаж, пусконаладка                                    1                           4 320                         4 320

Общая стоимость комплекса: 70 530 рублей.

2. Резервное питание для небольшого  загородного дома

Постановка задачи, исходные данные

Загородный дом площадью 190 м2, подключен к сети электроснабжения. Выделенная мощность - 10 кВт, одна фаза. Необходимо обеспечить резервное питание на период возможных отключений электроэнергии. Увеличение мощности электроснабжения - не требуется. Работа системы за пределами прогнозируемых отключений - не требуется. Удаленный мониторинг и управление - не требуется. Комплекс разместить вблизи электрощита  - теплое помещение, отдельная вентиляция отсутствует. Стеллаж для размещения аккумуляторов - не требуется.

Для построения конфигурации системы резервирования проводим анализ энергопотребления. Определяем мощность электрооборудования, пусковую нагрузку, частоту использования. Результаты анализа представлены в следующей таблице: 

              Прогнозируемые параметры отключений:

      Усредненный объем отключений                                          - 20 часов в месяц.

      Средняя продолжительность одного отключения               - 5 часов.

      Максимальная продолжительность одного отключения    - 10 часов.

 

Решение    

       Задача не предусматривает одновременную работу с несколькими источниками энергии. Кроме того, заказчик не ставит задачу работы системы за пределами продолжительности прогнозируемых отключений (5 и 10 часов). Поэтому для системы резервного питания на данном объекте достаточно использовать инвертор МАП Pro 24-6. Основные параметры инвертора:

Номинальная мощность                             - 4 кВт.

Максимальная мощность                           - 6 кВт.

Пиковая мощность (5 сек)                          - 9 кВт.

Напряжение аккумуляторной батареи      - 24 В.

 

       Состав аккумуляторной батареи - 4 аккумулятора Challenger А12-200, у каждого напряжение - 12 В, емкость - 202 А*ч.

       Аккумуляторы изготовлены по технологии AGM, герметичные, необслуживаемые.

     Выбранная емкость аккумуляторной батареи позволяет обеспечивать 2,5-часовые отключения с разрядом 41% от общей емкости батареи и 5-часовые отключения с разрядом 81%. Такая глубина разрядов в сочетании с усредненным объемом отключений (10 ч в месяц) позволяет использовать аккумуляторы в щадящем режиме. Это, в свою очередь, позволяет использовать аккумуляторы в течение всего паспортного срока службы - 12 лет. При этом паспортное снижение емкости аккумуляторов к концу срока службы - до 60% от первоначальной.

        Выбранная емкость АКБ также позволяет обеспечивать непрерывное энергоснабжение дома в течение  20 часов в экономном режиме (только системы охраны и жизнеобеспечения).

        Восстановление полного заряда АКБ - не более 9 часов.

       Расчетная пиковая (пусковая) мощность имеющегося в доме оборудования (10,65 кВт) превышает возможности инвертора по пиковым перегрузкам (9 кВт). Достижение пиковых нагрузок возможно только если в электроснабжении по каким-то причинам был перерыв, и мы после перерыва подаем питание с инвертора. При этом все подключенное оборудование запускается одновременно. Для снижения пусковой мощности предусмотрен модуль распределенного пуска на основе таймеров, запускающий оборудование по очереди.

Цены

(расчет для курса 1$=105 руб.)    

                                    Материалы

Наименование                                    Количество, шт.       Цена, руб.            Сумма, руб.

МАП Pro 24-6                                                    1                        153 500                   153 500

Аккумулятор Challenger А12-200                    4                          39 830                    159 320

Электромонтажный комплект                         1                            3 750                        3 750

Модуль распределенного пуска                     1                            8 700                         8 700

Скидка по акции                                                                                                            -20 490

                                                                                              ИТОГО:                            304 780

                                    Работы

Наименование                                    Количество, шт.       Цена, руб.            Сумма, руб.

Монтаж, пусконаладка                                    1                          29 500                     29 500

Общая стоимость комплекса: 334 280 рублей.

3. Резервное питание для  загородного дома

Постановка задачи, исходные данные

Загородный дом площадью 250 м2, подключен к сети электроснабжения. Выделенная мощность - 10 кВт, одна фаза.

      Необходимо обеспечить резервное питание на период возможных отключений, а также предусмотреть возможность работы в автономном режиме в случае продолжительных аварий электросетей.

      Выделенной мощности недостаточно, необходимы кратковременные увеличения мощности до 16 кВт, ежедневно,  суммарной продолжительностью до 1 часа.

      Удаленный мониторинг и управление системой - не требуется.

      Необходимо организовать подключение и бесперебойное питание газового котла.

      Для размещения комплекса имеется хозяйственное теплое помещение с вентиляцией.

      Имеется дизельный генератор мощностью 5 кВт

      Анализ энергопотребления, аналогичный п.1, дал следующие результаты:

      В период штатного энергоснабжения:

               Средняя нагрузка - 3,1 кВт.

               Максимальная нагрузка - 16 кВт.

               Пиковая (пусковая) нагрузка - 20,5 кВт.

      В период отключений:

              Средняя нагрузка - 1,8 кВт.

              Максимальная нагрузка - 5 кВт.

              Пиковая (пусковая) нагрузка - 12 кВт.

Решение

      Задачу увеличения мощности в режиме "подкачки" решают инверторы МАП Hybrid и МАП Dominator. Поскольку сеть однофазная и не требуется удаленное управление системой, достаточно ограничиться моделью МАП Hybrid с максимальной мощностью 9 кВт. В режиме подкачки он способен добавить до 6 кВт мощности. Продолжительность подкачки определяется емкостью аккумуляторной батареи. Напряжение аккумуляторной батареи может быть 24 или 48 В. Выбираем 48 В, т. к. у этой модели выше КПД (96%), а также ниже требования к мощности низковольтной проводки.

     

      Требования к аккумуляторной батарее определяются спецификой работы на объекте - ежедневные циклы разряда-заряда, а также вероятность глубоких разрядов. Для установки комплекса имеется отдельное помещение, поэтому есть возможность использовать малоообслуживаемые панцирные аккумуляторы МикроАрт. Обладая очень большим ресурсом по циклам заряда (до 1500) и устойчивостью к глубоким разрядам, они имеют одно важное преимущество перед аналогичными AGM  или гелевыми аккумуляторами - невысокую цену.                

        Для данного объекта мы выбрали батарею из 24 аккумуляторов МикроАрт 2-200 с напряжением 2 В и емкостью 210 А*ч. Снабжаем их пробками рекомбинации, которые удерживают внутри аккумулятора выделяемые в процессе работы газы (водород и кислород) и возвращают их обратно, превращая в воду. С такими пробками аккумулятор практически не требует обслуживания, профилактические проверки проводятся раз в три года. Для соединения аккумуляторов в батарею используем перемычки заводского изготовления, что гарантирует от потерь энергии в местах соединений.

     Выбранная батарея позволяет обеспечить подкачку необходимой мощности (6 кВт) непрерывно в течение 1 часа 15 минут. Если необходимая добавочная мощность будет меньше, то соответственно увеличится время возможной подкачки.

         Восстановление батареи после полного разряда происходит в течение 5 часов.

 

       При отключении электроэнергии в питающей сети  комплекс способен обеспечить среднее энергопотребление объекта в течение 4 часов (или до 11 часов в экономном режиме). По истечении 4 часов, если электроснабжение не восстановлено, система запускает генератор с помощью устройства САП-90 - системы автоматического пуска. САП-90 работает в связке с МАП Hybrid. Генератор запускается с запасом по времени, производится его прогрев, после чего он подключается для питания объекта и зарядки аккумуляторов. Таким образом, переход на питание от генератора происходит без перерыва в электроснабжении и вся произведенная генератором энергия расходуется оптимальным образом - на питание объекта и отправку излишков в аккумуляторы. После того, как аккумуляторы будут заряжены, генератор отключается, инвертор переходит в режим генерации и повторяется 4-часовой цикл. 

 

       Пиковая пусковая нагрузка на объекте не превышает возможностей инвертора, поэтому система распределенного пуска в данном случае не требуется. 

Цены

(расчет для курса 1$=65 руб.)    

                                    Материалы

Наименование                                                        Количество, шт.       Цена, руб.            Сумма, руб.

МАП Hybrid 48-9                                                                 1                          207 600                   207 600

Аккумулятор МикроАрт 2-210                                         24                              7 600                   182 400

Система автоматического пуска САП-9,0                        1                            32 800                    32 800

Пробка рекомбинации водорода RP-500                      24                              4 700                    112 800

Перемычка 105                                                                20                                 360                       7 200

Перемычка 220                                                                  3                                 590                       1 770

Электромонтажный комплект                                           1                              3 400                       3 400

Электролит 10 л                                                                 8                                 710                       4 880

                                                                                                                ИТОГО:                           552 850

                                    Работы

Наименование                                    Количество, шт.       Цена, руб.            Сумма, руб.

Монтаж, пусконаладка                                    1                          46 300                     46 300

 

Общая стоимость комплекса: 599 150 рублей.

4. Автономное питание для  метеостанции

 (В РАЗРАБОТКЕ)

Постановка задачи, исходные данные

Автономное питание для метеостанции на основе инвертора Conext SW+, гелевых панцирных аккумуляторов Challenger, солнечных панелей МикроАрт, дизельной электростанции 3 кВт. 

Некоторые типовые решения представлены на странице Солнечная энергия