Архив рубрики: Статьи

ECOCAPSULE — АВТОНОМНЫЙ ПЕРЕДВИЖНОЙ ДОМ

Миниатюрный жилой комплекс Ecocapsule не нуждается в городской электросети и прочих коммуникациях, ведь дом оснащен ветрогенератором на 750 Вт, солнечными батареями, системами сбора дождевой воды и фильтрации. Если же говорить о дизайне, Ecocapsule напоминает футуристическое яйцо. Транспортировать его достаточно легко — как обычный прицеп (размеры конструкции: 446,8 на 240,7 на 248,7 см), поэтому всегда можно с лёгкостью поменять одно живописное место на другое. Разработчики проекта проявили смекалку и разместили в 8 квадратных метров внутреннего пространства кровать, раковину, окна, туалет, шкафчики и кухню. И даже свободное место осталось. Более того, на уюте экономить не стали — пол и потолок Ecocapsule отделаны под дерево.

cOYyrVjC4ww

WOHNWAGON — АВТОНОМНЫЙ ДОМ НА КОЛЕСАХ

Сейчас путешествия за город как никогда популярны. Всем хочется вырваться из каменных джунглей поближе к природе. Именно для таких людей Wohnwagon станет отличным подарком!
Кого сейчас удивишь домами-прицепами? Однако австрийские инженеры пытаются. Компания Wohnwagon, например, строит небезынтересные жилые модули.
Чем упомянутые решения отличаются от сотен конкурентов? Данные комплексы полностью автономные, самодостаточные. Они не нуждаются в городской электросети, водопроводе и канализации. Кроме того, для их изготовления используются природные материалы.
В распоряжении владельца площадь в 25 квадратных метров. Этого достаточно для создания персонального убежища, загородного кафе, передвижного офиса и даже гостиницы.
Энергию Wohnwagon получает с помощью 4 солнечных панелей, установленных на крыше. Они генерируют порядка 1,2 кВт. В самый раз для круглогодичного проживания (при экономном потреблении, конечно).
Для хранения избытка служит аккумулятор на 6 кВт. Источник питания расположен под полом. За уровнем заряда позволяет следить специальное устройство мониторинга. Есть био-туалет, кухня с мойкой и душ.
Что касается воды, ее на борту 650 литров. Из них 140 литров — чистая питьевая. Система замкнутая — использованный «ресурс» в течение дня очищается и снова поступает в распоряжение владельца. Для нагрева служит дровяная печь.
Дизайн Wohnwagon порадует всех, кто не любит металл и пластик. Наружный корпус отделан лиственницей. А внутренние панели изготовлены из ели (с применением глиняной штукатурки).
В качестве изоляции служит овечья шерсть. Она отлично регулирует внутреннюю влажность и температуру.

2mhhYDZZP7g 3WdOUrVDv_I btAv7304paI Ds80PurzomQ

 

АВТОНОМНЫЙ ДОМ, СПРОЕКТИРОВАННЫЙ ЯПОНСКИМИ СТУДЕНТАМИ

Крышу дома покрывают 460 солнечных панелей, которых, по мнению автором проекта будет вполне достаточно, чтобы обеспечить потребности дома в электричестве.
После катастрофы, произошедшей на Фукусима, японцы работают над проектами, которые сделали бы жизнь человека независимой он самых разнообразных искусственных источников энергии. Так, японские студенты из университета Чиба разработали проект самодостаточного дома, который предназначен для жизни двоих человек и сочетает в себе современные технологии и традиции японской архитектуры.
Стоит отметить, что к разработке этого проекта были привлечены не только студенты архитектурного факультета, но и студенты-медики и студенты-аграрии. Сможет ли этот проект решить поставленную проблему, покажет время, но он, безусловно, заслуживает внимания.
Итак, чем же может похвастаться японский дом площадью 60 «квадратов», который о внешнему виду очень напоминает традиционный японский чайный домик.
Во-первых разработчики проекта предлагают решит проблему теплоизоляции посредством вакуумной изоляции стен, потолков и оконных панелей, а в качестве строительных материалов использовались переработанные пластмасса и дерево.
Во-вторых, крышу дома покрывают 460 солнечных панелей, которых, по мнению авторов проекта, будет вполне достаточно, чтобы обеспечить потребности дома в электричестве.
Стоит отметить и креативное решение, которое были использовано, чтобы озеленить японский дом. По фасаду дома натянуты «струны», по которым, по задумке дизайнеров, должны виться фруктовые и овощные культуры. Их обитатели дома смогут использовать в качестве продуктов питания, а кроме этого, такая зелёная завесь не позволяет зданию перегреться на самом жарком солнце и значительно улучшает внешний вид здания.
В самом доме предусмотрен «вегетарианский завод», на котором на специальных стеллажах под светодиодным освещением можно выращивать салатную зелень. Рядом с домом – небольшое рисовое поле, на котором, по мнению автором проекта, можно вырастить годовую норму риса для японца.
В доме предусмотрены и традиционные японские татами, которые, правда, тоже не обошлись без инноваций – их наполнили теплопоглощающим гелем. Гель затвердевает при 15 градусах Цельсия и медленно «оттаивает» при повышении температуры. Достаточно оставить ночью татами на улице, чтобы днём получить экологичный и эффективный кондиционер.
Японский дом Omotenashi – воплощение уюта, экологичности и доказательство того, что дом действительно может быть автономным.

nDolsJ42ieou0-u9K4nqps

АВТОНОМНЫЙ ДОМ SOLETA

Прототип SOLETA площадью 46 квадратных метров построен в Румынии, недалеко от Бухареста и открыт для посещения в качестве демонстрационной комнаты.
Основной отличительной чертой дома, не считая уникального внешнего вида, является его автономность. Это означает, что к дому не нужно подводить провода, трубы и всевозможные коммуникации – он сам сможет выработать электричество для нужд жильцов и собрать воду, но на всякий случай у хозяев дома в запасе всегда есть свечи и питьевая вода в бутылках.
При скромной площади дом без преувеличения можно назвать просторным благодаря открытой планировке и большому окну в зоне гостиной. Это окно состоит из четырех секций в типичном для окон мансарды исполнении, каждую из секций можно открыть для проветривания. Так как окно расположено с южной стороны, над ним установили навес из деревянных брусьев, а прямо перед домом организовали пруд с фонтаном. Разумное планирование не только сделало дом комфортным, но и позволило разумно распоряжаться энергией благодаря эффективной теплоизоляции зимой, качественному естественному охлаждению летом и отличному естественному освещению в любое время года.
Фактически всю площадь дома занимает одна большая комната-студия. При этом спальня вынесена на верхний ярус, как это часто бывает в компактных квартирах большой высоты и лофтах. Архитектура дома в виде большого чердака под крышей, он же «лофт», сама натолкнула на мысль о кровати на верхнем ярусе, и, конечно, это сейчас в тренде. Мода часто бывает капризной и причудливой, но это касается высокой моды в дизайне одежды, хотя но подобный принцип работает и в дизайне интерьеров. Авангардные решения первопроходцев пусть и выглядят странно, но они указывают путь для дальнейшей работы других авторов, которые эти решения адаптируют для повседневного использования. Идея выносить кровать на верхний ярус уже прошла этап адаптации и сейчас можно увидеть много достойных примеров ее реализации в современном интерьере.

kfrpF6SL-KIrc_maRQWnlU9rEXcImW4eIyK0RXaNjVrwepiecvAjDcoSY9JcFONl5k92EbZeV1zg4

КАК ВЫБРАТЬ ИСТОЧНИК БЕСПЕРЕБОЙНОГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ

Принцип работы:

Источник бесперебойного электропитания (ИБП) — это автоматическое устройство, основная функция которого — питание нагрузки за счёт энергии аккумуляторных батарей при пропадании сетевого напряжения или выхода его параметров (напряжение, частота) за допустимые пределы. Кроме этого, в зависимости от схемы построения, ИБП корректирует параметры электропитания.

Различают три схемы построения ИБП:

Резервный ИБП (off-line)

Принцип работы резервного источника бесперебойного питания (ИБП) заключается в питании нагрузки напряжением сети при его наличии и быстром переключении на резервную схему питания (батарея и инвертор) при его пропадании или выхода его параметров (напряжение и частота) за допустимые пределы. Батарея автоматически подзаряжается при работе ИБП от сети.

Отличительной особенностью такой схемы является наличие автоматического переключателя питания нагрузки (сеть/батарея).

Резервный ИБП используется для питания персональных компьютеров или рабочих станций локальных вычислительных сетей. Практически все недорогие маломощные ИБП, предлагаемые на отечественном рынке, построены по резервной схеме.

Преимущества:

— компактность,

— экономичность,

— лёгкость,

— относительная дешевизна.

Дельта-технология

Источники бесперебойного питания, созданные по дельта-технологии — это системы компенсационного типа, которые компенсируют возможные изменения напряжения первой гармоники в питающей сети, ослабляя их проявления на выходе, за счет вольтодобавки, регулируемой отрицательной обратной связью от входа источника бесперебойного питания.

Система с «Дельта-преобразованием» состоит из двух инверторов (Дельта-инвертор — устройство №1 и основной инвертор — устройство №2), выполненных по специальной 4-х квадрантной схеме и системы управления и регулирования. Оба инвертора соединены с общей батареей и в зависимости от состояния напряжения в магистрали принимают на себя функции или инвертора, или выпрямителя.

Так, например, если в магистрали происходит падение напряжения, то устройство 2 работает как инвертор, а устройство 1 как выпрямитель. И на оборот, при увеличении напряжения устройство 1 берет на себя функции инвертора, а устройство 2 выпрямителя. Данная система работает в режиме автоматического регулирования как выходного напряжения, так и входного коэффициента мощности. Особенностью данной схемы является тот факт, что процессу преобразования подвергается только та часть электрической энергии, которую необходимо преобразовывать для получения на нагрузке качественных параметров.

В идеальных условиях, когда параметры электросети соответствуют требованиям качества питания нагрузки (напряжение и ток соответствуют номиналу, отсутствуют всевозможные провалы, выбросы, помехи и шум) электроэнергия полностью передается в нагрузку, а не преобразуется дважды, как в источниках бесперебойного питания с двойным преобразованием, в этом случае потерь на преобразование нет.

В реальной ситуации, когда параметры сети не идеальны, происходит традиционное двойное преобразование электроэнергии. Но система с «Дельта-преобразованием», получается, «умнее», чем классическая схема двойного преобразования, так как преобразует не всю энергию, а только ту часть, которую необходимо. Так, например, при отклонениях входного напряжения на 15% , двойному преобразованию подвергнется только 15% электроэнергии. Если принять суммарные потери как в традиционном источнике бесперебойного питания со схемой двойного преобразования равными 10%, то в системе с «Дельта-преобразованием» энергопотери составят: 0,15 х 10% = 1,5%.

В случае аварии электросети, основной инвертор получает энергию от аккумуляторной батареи, и схема работает по тому же принципу, что при классическом двойном преобразовании.

Таким образом, система с «Дельта-преобразованием», имеет почти все достоинства традиционной схемы двойного преобразования, но при этом обладает большей эффективностью.

Достоинства: высокий КПД (до 97%) в широком диапазоне нагрузок, низкое тепловыделение в силу малых энергопотерь, коэффициент входной мощности — практически равен единице в широком диапазоне изменения нагрузки.

Недостатки: в отличие от схемы с двукратным преобразованием энергии, источники бесперебойного питания с дельта-преобразованием не способны без потребления энергии от аккумуляторной батареи (АБ) обеспечивать требуемую стабильность выходной частоты (+ 0,05-+ 0,1%) в условиях существующей нестабильности частоты питающей сети, т.е. реакция источников бесперебойного питания с дельта-преобразованием на изменение частоты питающего напряжения точно такая же, как на отключение электропитания, что снижает срок службы аккумуляторных батарей при частом на них переходе, а стоимость АБ составляет, в среднем, 40% стоимости источника бесперебойного питания.

Интерактивный ИБП (line-interactive)

Принцип работы интерактивного источника бесперебойного питания (ИБП) полностью идентичен резервному, за исключением ступенчатой стабилизации выходного напряжения посредством коммутации обмоток автотрансформатора.

Интерактивный ИБП используется для питания персональных компьютеров, рабочих станций и файловых серверов локальных вычислительных сетей, офисного и другого оборудования, критичного к неполадкам в электросети.

Преимущества:

— компактность,

— экономичность,

— шаговая стабилизация выходного напряжения,

— синусоидальная форма выходного напряжения.

Он-лайн ИБП (on-line)

Принцип работы он-лайн источника бесперебойного питания (ИБП) построен на двойном преобразовании напряжения: входное напряжение трансформируется в постоянное при помощи выпрямителя, а затем обратно в переменное при помощи обратного преобразователя (инвертора).

Он-лайн ИБП используется для питания файловых серверов и рабочих станций локальных вычислительных сетей, а также любого другого оборудования, предъявляющего повышенные требования к качеству сетевого электропитания.

Считается, что схема он-лайн является самым совершенным на сегодняшний день решением, позволяющим полностью защитить нагрузку от всех существующих неполадок электропитания.

Преимущества:

— полная фильтрация сетевого напряжения от помех и выбросов, помехи, генерируемые нагрузкой не пропускаются обратно в сеть;

— питание нагрузки «чистым» синусоидальным напряжением стабильным по величине и форме, как при работе от сети, так при работе от батарей;

— переключение на батареи происходит мгновенно, при этом любые переходные процессы отсутствуют.

Термины ИБП

Bypass («обход») — Дополнительный режим работы ИБП, построенного по схеме On-Line, заключающийся в обходе схемы двойного преобразования напряжения и питании критичной нагрузки входным сетевым напряжением. Различают электронный и ручной переход в режим «обхода». Электронный — производится устройством управления ИБП в случае перегрузки по его выходу или при неисправностях в его функциональных узлах. Этим критичная нагрузка защищается в случае неполадок самого ИБП. Ручное переключение в режим «обхода» используется при проведении технического обслуживания ИБП без прерывания питания критичной нагрузки.

Line-Interactive — Схема построения ИБП, подобная схеме Off-Line. Отличие лишь в том, что на входе имеется ступенчатый стабилизатор (бустер), на основе автотрансформатора. Вследствие этого ИБП способен выдерживать длительные глубокие «просадки» входного сетевого напряжения без перехода на АБ.

Off-Line (Standby) — Схема построения ИБП, характерная наличием преобразователя (инвертора), который формирует выходное напряжение только при работе от АБ. В нормальном режиме работы, нагрузка питается напряжением сети. Особенность схемы Off-Line — наличие автоматического переключателя, коммутирующего цепь питания нагрузки. Достоинство схемы — простота и экономичность; недостаток — нет стабилизации входного напряжения при работе в нормальном режиме и относительно большое время переключения на АБ в аварийном режим работы.

On-Line — Схема построения ИБП, характерная наличием двойного преобразования входного напряжения и постоянно работающего инвертора. В нормальном режиме работы входное переменное напряжение преобразуется в постоянное, а затем с помощью инвертора снова преобразуется в переменное. При исчезновении входного напряжения инвертор, постоянно подключенный к АБ, мгновенно переходит на питание от нее, продолжая питать нагрузку переменным током без разрыва синусоиды выходного напряжения и без искажения ее формы. Двойное преобразование входного напряжения полностью защищает выход ИБП от любых помех со стороны входа. ИБП, построенные по схеме On-Line, как правило, оснащены на входе стабилизатором напряжения с широким диапазоном стабилизации, что предотвращает преждевременный переход инвертора на питание от АБ. Недостатки ИБП по схеме On-Line: относительная сложность, более высокая стоимость, а двойное преобразование энергии несколько снижает КПД. ИБП по схеме On-Line используют для питания файловых серверов и рабочих станций локальных вычислительных сетей и другого оборудования с повышенными требованиями к качеству электропитания.

Rack — mount — Стандартизованная стойка для размещения телекоммуникационного оборудования. Наибольшее распространение получил стандарт шириной 19 дюймов. SNMP — протокол Протокол для контроля работы сетевых устройств. Определяет набор средств, используемых программами управления сетями, для получения информации о работе сетевых устройств.

THD-фильтр — Устройство, устанавливаемое во входной цепи ИБП, построенного по схеме On-Line, и служащее для снижения нелинейных искажений (уменьшения КНИ). Выпрямитель на входе ИБП потребляет импульсный ток, который и является причиной искажений формы кривой напряжения и тока в электросети.

Аккумулятор электрический — Устройство для накопления электрической энергии с целью последующего ее использования.

Аккумуляторная батарея (АБ) — Блок аккумуляторов, соединенных электрически и конструктивно для получения необходимых значений тока и напряжения. АБ используется в качестве автономного источника электроэнергии постоянного тока.

Бустер (booster) — Ступенчатый автоматический регулятор напряжения на основе автотрансформатора. Используется в ИБП, построенных по схеме «Line- Interactive». Могут работать как на повышение, так и на понижение напряжения.

Виды электрических нагрузок

• линейная — нагрузка, в которой ток и напряжение связаны между собой линейной (пропорциональной) зависимостью;

• нелинейная — нагрузка, в которой ток и напряжение связаны между собой нелинейной зависимостью (например, компьютер, выпрямитель, монитор и пр.);

• критичная — нагрузка, чувствительная к неполадкам в электросети и нуждающаяся в специальном источнике питания, обеспечивающем требуемое качество электроэнергии (файловые серверы, рабочие станции, персональные компьютеры, компьютерные и телекоммуникационные сети и др.)

Изолирующий трансформатор — Трансформатор, стоящий в электрической цепи ИБП и осуществляющий гальваническую развязку ИБП и внешней сети.

Инвертор — Устройство преобразующее постоянное напряжение в переменное. Основные их типы: инверторы, генерирующие напряжение прямоугольной формы, инверторы с пошаговой аппроксимацией и инверторы с широтно- импульсной модуляцией (ШИМ). Наибольшая степень приближения формы напряжения к идеальной синусоиде возможна в инверторах с ШИМ.

Источник бесперебойного питания (ИБП) — Автоматическое устройство, обеспечивающее электропитание критичной нагрузки, в т.ч. за счет энергии АБ, при любых неполадках в электросети. Источник электрической энергии Устройство, обеспечивающее получение электрической энергии путем преобразования в нее других видов энергии, а также изменяющее ее параметры или род тока.

Источник электропитания — Электроустановка, от которой осуществляется питание электроэнергией потребителя.

Короткое замыкание (КЗ) — Замыкание источника электроэнергии на очень малое электрическое сопротивление. Для защиты источников и электросетей от последствий КЗ автоматические выключатели снабжаются устройствами электромагнитного отключения.

Коэффициент мощности — Любые отклонения параметров питающего напряжения от установленных стандартных значений. На территории России определены такие параметры качества электроэнергии сети: напряжение 220 В±10%; частота 50Гц±1 Гц (2%); коэффициент КНИ<8% (длительно) и <12% (кратковременно). Основные неполадки в электросети: полное исчезновение напряжения; длительные и кратковременные «просадки» и всплески напряжения; высоковольтные импульсные помехи; высокочастотные гармоники (шум); уход частоты.

Мощность нагрузки

• полная — суммарная мощность, потребляемая нагрузкой и учитывающая активную и реактивную составляющие мощности. Равна произведению действующих (среднеквадратичных) значений тока и напряжения (S=U х I). Единица измерения: вольт-ампер (ВА); — активная — полезная мощность, отбираемая любой нагрузкой из электросети и преобразуемая в дальнейшем в любой вид энергии (механическую, тепловую, электрическую и т.п.). Вычисляется как интеграл произведения мгновенных значений потребляемого тока и напряжения, усредненный за период их изменений или как произведение: P=U x I x cos ( ) при гармоническом характере тока и напряжения, причем cos ( ) — коэффициент мощности, а -угол сдвига фаз между током и напряжением. Единица измерения активной мощности: ватт (Вт);

• реактивная — мощность, не совершающая полезной работы, но принципиально необходимая, например, для создания вращающегося магнитного поля в асинхронных электродвигателях, для заряда конденсаторов и т.п. Единица измерения: вольт-ампер реактивный (ВАР).

Номинальный ток — Значение тока длительного режима работы, на которое рассчитан источник или потребитель электроэнергии.

Параллельное резервирование (Redundancy), наращивание мощности (Capacity) — Схема, состоящая из двух и более модулей ИБП, соединенных параллельно по входу и по выходу для повышения надежности всей системы или для наращивания отдаваемой в нагрузку мощности. Обязательное условие такого подключения — наличие дополнительной платы для синхронизации выходного напряжения модулей. При резервировании и исправной работе всех модулей ИБП, нагрузка распределяется пропорционально между ними. При выходе из строя любого ИБП нагрузку питают оставшиеся модули. В схеме допускается использование как отдельных АБ, так и единого комплекта АБ для всех модулей. Значение тока длительного режима работы, на которое рассчитан источник или потребитель электроэнергии.

Режимы работы ИБП

• нормальный — нагрузка питается за счет энергии электросети, а АБ находится в режиме контролируемого подзаряда;

• аварийный (автономный) — нагрузка питается запасенной энергией АБ, преобразовываемой в энергию переменного тока;

• «холодный старт» — режим автономного «запуска» ИБП при отсутствии напряжения на его входе.

Система электроснабжения — Совокупность устройств, предназначенных для производства электроэнергии необходимого вида и качества, передачи и распределения ее между потребителями.

Токи перегрузки — Токи источников, потребителей и электрических сетей, превышающие их номинальные значения. Для защиты различных устройств от токов перегрузки автоматические выключатели снабжаются устройствами отключения с чувствительными элементами теплового действия.

Какой тип источника выбрать

Вид помехи Последствия для компьютеров Устройства защиты Степень защиты
Power Surges Всплески напряжения Сброс оперативной памяти. Возникновение ошибок. Выход из строя аппаратуры.

Мерцание освещения

Сетевые фильтры частично
Стабилизаторы да
ИБП OFF-­‐LINE ИБП нет
LINE-­‐INTERACTIVE частично
ИБП ON-­‐LINE да
High voltage Spikes Высоковольтные выбросы Сброс оперативной памяти. Выход из строя элементов аппаратуры. Сетевые фильтры да
Стабилизаторы да
ИБП OFF-­‐LINE да
ИБП LINE-­‐ INTERACTIVE да
ИБП DELTA CONVERSION да
ИБП ON-­‐LINE да
Power Sags

Провалы напряжения (кратковременные)

Сброс оперативной памяти. Возникновение ошибок. Выход из строя аппаратуры.

Мерцание освещения

Сетевые фильтры нет
Стабилизаторы да
ИБП OFF-­‐LINE частично
ИБП LINE-­‐ INTERACTIVE частично

СИСТЕМЫ БЕСПЕРЕБОЙНОГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ

Наиболее универсальный вид энергии – электричество. Оно вырабатывается на электростанциях и распределяется между потребителями посредством электрических сетей коммунальными службами. Массовому потребителю безразлично каким током питаются бытовые приборы до тех пор, пока не мигают или не перегорают лампы освещения, телевизор или другие электроприборы.

Повышение грозовой активности, отмеченное в настоящее время, приводит к серьезным последствиям. Попадание молнии в линию электропередач или трансформаторную подстанцию сопровождается электромагнитными импульсами огромной мощности. Они распространяются по всем линиям, включая телефонные и повреждают подключенные устройства.

В сложившихся условиях потребителю самому следует принимать дополнительные меры по защите своего оборудования. Представленный анализ типичных нарушений в сетях электропитания и ряда устройств для защиты оборудования позволяет сделать оптимальный выбор.

Наиболее распространенным устройством нуждающимся в защите является персональный компьютер. Анализ сбоев и неисправностей проведенный IBM показал, что он подвергается более чем 120-ти нежелательным воздействиям в месяц. Это происходит не взирая на то, что современные источники питания обеспечены быстродействующей защитой.

По причине нарушений питающего напряжения в США средние потери рабочего времени составляют 9%. Кроме тривиальной потери данных и периодического «зависания» некачественная электроэнергия отрицательно влияет на работу накопителей информации. Те же проблемы характерны и для таких устройств как факсы, копировальные аппараты и пр.

Кроме оргтехники любое оборудование, простой которого приведет к материальным издержкам, а тем более к угрозе человеческой жизни, должно быть защищено.

Потери времени, вызванные неработоспособностью электронных устройств, обусловлены причинами соотношение которых отражает рис. 3.1. Среди них нарушения связанные с несоответствием параметров электроэнергии составляют почти половину. Следует отметить, что нарушение электропитания наносит ущерб соизмеримый со стихийными бедствиями.

2stat-autopower

При неисправностях в сети система защиты отключает потребителей на непродолжительное время (несколько секунд), а затем включает снова. Так возникают «провалы» напряжения. Характерной особенностью настоящего времени является смещение процентного соотношения в сторону полных или кратковременных пропаданий напряжения и мощных импульсных помех в сетях.

Броски напряжения, возникающие при аварийных переключениях и отключениях, вызывают перегрузки электрических приборов многократно превосходящие допустимые. Отключение недопустимо для производств с непрерывным циклом и в первую очередь там, где это сопряжено с угрозой для жизни людей.

Несоответствие параметров электроэнергии приводит к сбоям и преждевременному выходу из строя электронной техники. Наиболее совершенные источники питания электронных устройств работают в интервале напряжений питающей сети от 100 до 275 В при изменении частоты питающего напряжения от 45 до 60 Гц. Однако, при крайних значениях указанного диапазона они 47 перегружены и не могут устойчиво работать продолжительное время.

Традиционно потребители обращают внимание на основные параметры, приводимые изготовителями электрических приборов – потребляемую мощность, величину и частоту питающего напряжения. Несоответствие качества электроэнергии для потребителя незаметно до тех пор, пока прибор не капризничает или не выходит из строя.

Для единичных нагрузок решением тривиальных проблем электроснабжения, связанных с пониженным напряжением, бросками и импульсными помехами, может стать установка стабилизатора напряжения или источника бесперебойного питания (ИБП).

Для распределенных нагрузок общей мощностью до нескольких киловатт удовлетвори- тельным может считаться использование распределенных ИБП с группированием рас- положенных рядом нагрузок. При больших мощностях использование распределенных ИБП экономически нецелесообразно.

Системы бесперебойного электропитания – устройства, основной задачей которых является удержание параметров питающего напряжения большой группы оборудования в заданных пределах при отклонениях параметров напряжения электрической сети и, как следствие, защита электронных приборов по цепи питания.

Параметрами, заслуживающими отдельного рассмотрения, являются частота и форма питающего напряжения. Снижение частоты приводит к потерям при передаче электро- энергии. Отклонение формы напряжения от синусоидальной также вызывает потери.

Мы становимся свидетелями снижения частоты до критической нижней отметки, ниже которой ситуация в сетях становится катастрофической. Процессы отключения при таких авариях становятся неуправляемыми, т.к. отключаются большие группы потребителей и неизвестно на каком из них рассеется огромная энергия запасенная в сети.

Потери возникают как по вине коммунальных служб, так и по вине потребителей. Уменьшить потери и, соответственно, издержки потребителю позволяет применение от- дельных ИБП или систем гарантированного электропитания.

КЛАССИФИКАЦИЯ ИСТОЧНИКОВ БЕСПЕРЕБОЙНОГО ПИТАНИЯ

Исследования AT&T Bell Labs показали, что типичными для сетей являются следующие нарушения:

❐ снижение (провалы) напряжения;

❐ отключение напряжения;

❐ броски напряжения и импульсные помехи;

❐ шумовые помехи.

Наиболее распространенным нарушением является снижение напряжения на величину более 10%. Такие нарушения составляют 87% (см. рис. 3.2). В индустриальных зонах кратковременное понижение напряжения может быть вызвано включением мощных потребителей. Так пусковые токи асинхронных двигателей в 7…8 раз превосходят номинальные.

1stat-autopower

Здания старой постройки рассчитывалась на ограниченное потребление электроэнергии. С учетом старения сети в них не соответствуют энерговооруженности современного жилища или офиса. Это приводит к хроническому снижению напряжения в дневное и вечернее время.

Броски напряжения и импульсные помехи – явление не частое. Они возникают во время работы коммутационной аппаратуры или в моменты атмосферных разрядов. Броски напряжения и импульсные помехи обычно имеют неповторяющийся характер. Возникающие импульсы большой мощности приводят к серьезному повреждению электронных устройств.

Шумовые помехи с большими уровнями – явление редкое. Они могут быть периодическими и хроническими. Источником шума с широким спектром излучения является электрическая дуга. Периодические шумо- вые помехи возникают во время сварочных работ. Хронические – при работе городского электротранспорта.

Практика показывает, что характерными признаками необходимости дополнительных мер защиты оборудования являются:

✓ ограниченная мощность ввода и старая разводка в зданиях старой постройки;

✓ расположение здания недалеко от строительных площадок и маршрутов электро- транспорта;

✓ наличие в зданиях мощного индустриального оборудования;

✓ расположение оборудования в сельских районах удаленных от местных подстанций;

✓ расположение оборудования в зоне с повышенной грозовой активностью.

Наиболее простым средством защиты электроприборов потребителя является комбинированное устройство, содержащее фильтр и устройство защиты от перенапряжения в сети. Следует отметить, что фильтр – устройство симметричное, он подавляет помехи поступающие как из сети, так и от потребителя. Фильтр предназначен для подавления бросков напряжения ограниченной мощности и шумов общего вида.

Степень защиты нагрузки определяется временем срабатывания, диапазоном подавляемых частот, степенью подавления и максимальной энергией подавляемого выброса.

Стабилизаторы напряжения выдерживают в задаваемых пределах только амплитудные значения напряжения. Их следует использовать в тех случаях, когда применение источников бесперебойного питания экономически нецелесообразно. Стабилизатор увеличивает срок службы Ваших приборов и делает их более экономичными.

Название инверторов определяется их функциональным назначением – способностью преобразовывать постоянный ток в переменный. Их используют как мобильные источники сетевого напряжения в автономных условиях, а в стационарных – в качестве узлов резервных источников электропитания.

Логическим дополнением электрических сетей являются системы бесперебойного электропитания. Они содержат: фильтры, стабилизаторы, инверторы, аккумулятор- ные батареи, устройства коммутации и пр.

Устройство, называемое источником бесперебойного электропитания (UPS – Uninterruptible Power Systems (Supplies)) может обеспечивать электроэнергией целое здание или домашний компьютер. Поэтому их разделяют на источники малой (до единиц киловатт), средней (от единиц до десятков киловатт) и большой мощности (до нескольких мегаватт).

ИБП подключается к сети переменного тока обычного качества и выполняет две функции:

❐ улучшения качества электрического пи- тания;

❐ резервного источника питания.

Больше всего мифов о наилучших принципах работы ИБП распространено продавцами и дистрибьютерами. Нормативные документы, в частности, европейские стандарты EN50091-1 и EN50091-2 не дают определений принципов работы ИБП. Нормируются основные параметры, при соблюдении которых прибор будет соответствовать выбранному стандарту.

Следовательно, определение и классификация принципов работы ИБП предложенная фирмой-изготовителем или дистрибьютером вряд ли может служить критерием вы- бора того или иного устройства.

Все выпускаемые в мире ИБП по архитектуре построения можно разделить на два класса:

❐ Off-Line (Standby) – резервные источники;

❐ On-Line (Double conversion) – источники с двойным преобразованием.

ОТОПЛЕНИЕ ЗАГОРОДНОГО ДОМА СОЛНЕЧНЫМИ БАТАРЕЯМИ И КОЛЛЕКТОРАМИ

устройство солнечного коллектораБольшинство современных людей, думающих о будущем, стремятся организовать автономное отопления загородных домов и коттеджей не на основе традиционного отопительного оборудования, а посредством альтернативных источников энергии и тепла. В регионах, где световой день достаточно продолжителен и повышенная солнечная активность, все чаще применяются солнечные батареи и солнечные коллекторы, обеспечивающие достаточную мощность, для отапливания небольших помещений.

ПРЕИМУЩЕСТВА

Современные солнечные водонагреватели для отопления обладают широким спектром преимуществ, выделяющих такое оборудование из широкой гаммы отопительных устройств:

  1. В процессе работы солнечных коллектором или солнечных батарей не происходит сжигание энергоносителей, соответственно выбросы, загрязняющие окружающую среду, отсутствуют.
  2. В зависимости от мощности, солнечные установки способны обеспечить полноценную систему отопления и снабдить объект электричеством.
  3. Минимальный риск того, что системы отопления на солнечных батареях могут стать причиной возгорания. В подобных установках не используется горючий энергоноситель, единственное, что может привести к бытовой катастрофе — это короткое замыкание электропроводки, подающей напряжение от солнечных батарей.
  4. Современные технологии позволили добиться работоспособности батарей круглый год и даже в ночное время. Это стало возможным после изобретения фотоэлементов работающих на инфракрасном излучении, пробивающееся даже сквозь плотную облачность.
  5. Использование такого оборудования обеспечивает полную независимость от поставок сторонних энергоносителей.
  6. Максимальная автоматизация всех рабочих процессов, получения электричества, отапливания дома, поддержания температуры.
  7. Установив оборудование один раз, не приходится вкладывать дополнительные средства для его работы на протяжении длительного времени.
  8. Отопление частного дома солнечными батареями не требует дополнительных затрат по причине длительных эксплуатационных сроков батарей – около 25-30 лет.

устройство солнечного коллектора

Отопление загородного дома солнечными батареями имеет и некоторые недостатки. Прежде всего, это небольшая мощность оборудования, не позволяющая организовывать полноценные системы отопления в странах, где зимние температуры очень низкие. Для получения достаточной мощности приходится собирать панели большой площади и соответственно цена может возрастать в разы.

НЕКОТОРЫЕ ВАРИАНТЫ ОТОПЛЕНИЯ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИЕЙ

Сейчас отопление солнцем позволяет использовать несколько типов оборудования, работающих на солнечной энергии, но по разным принципам:

  • Солнечные батареи

Принцип работы солнечной батареи основан на поглощении солнечных лучей панелями с множеством фотоэлементов, в которых происходят электрохимические реакции при попадании на них света. Минимально образующийся ток в каждом отдельном фотоэлементе собирается в один поток и выводится из панели. Одна панель способна выдавать до 250 Вт, по этой причине необходимо собирать несколько отдельных панелей в солнечную станцию, для обеспечения достаточной мощности. По средним подсчетам достаточно установить панели площадью от 20 до 30 кв.м. для полноценного обеспечения электричеством обычную семью.

Получаемый в результате фотосинтеза ток, через контроллер подается на аккумуляторы, а из них через инвертор в электросеть дома. Объем внешних аккумуляторов напрямую зависит на продолжительность работоспособности солнечной станции в темное время суток, когда сами батареи практически не вырабатывают напряжение. Зарядка аккумуляторов происходит постоянно на протяжении всего светового дня, когда вырабатываемое электричество в избытке.

Инвертор необходим для изменения постоянного тока в переменный потребляемый всеми современными электроприборами. В том числе и электрокотлами использующимися для отопления загородного дома солнечными батареями.

Для обеспечения отоплением частного дома при помощи солнечных батарей, обычно используют системы теплый пол, основанные на электрических или инфракрасных Тэнах. Реже используется в совокупности с водяной системой отопления. В таких случаях необходимо грамотно подбирать теплоноситель для систем солнечного отопления, способный быстро нагреваться и отдавать свое тепло.

  • Солнечные коллекторы

устройство солнечного коллектора
Принцип работы солнечных коллекторов несколько отличается от принципа работы солнечных батарей. Коллекторы представляют собой ряд вакуумных труб соединенных в одну систему. Каждая отдельная трубка состоит из нескольких элементов.

  1. Наружная трубка из ударопрочного стекла выдерживающая сильные физические и механические нагрузки.
  2. Внутренняя трубка меньшего диаметра с покрытием из селективного слоя, в разы увеличивающего поглощение солнечной энергии.
  3. Световой рефлектор из алюминиевой фольги, устанавливается на тыльную сторону трубок для улучшения фокусировки рассеянного света.
  4. Медный теплообменник, встроенный во внутреннюю малую трубку, заполняется теплоносителем с минимальной температурой вскипания.

Для сохранения максимума тепла внутри коллектора использующегося в системах отопления загородного дома солнечными батареями-коллекторами, пространство между внешней и внутренней стеклянной трубкой герметично закрыто создавая тепло сберегающий вакуум, по принципу колбы в термосе.

панель солнечного коллектора
В процессе нагрева коллектора, жидкость в медных трубках вскипает и, поднимаясь в виде горячего газа, отдает тепло общему тепловому контуру заполненному антифризом, остывая, пар превращается в конденсат и возвращается в коллекторные трубы обратно в жидком состоянии. Специальный антифриз способен не замерзать при температуре -50˚ градусов, это обеспечивает работу солнечных коллекторов в зимнее время.

Теплообменный процесс внутри коллектора начинается, как только температура отдельных труб достигает +20-30˚ градусов. Учитывая их особенную конструкцию, даже в морозный, но солнечный день добиться этого совсем не сложно. Если, по каким либо причинам нагрев коллектора не равномерен, отдельные трубки, не нагревающиеся до нужной температуры, автоматически закрываются, сохраняя теплоизоляцию всего коллектора в целом.

Для обеспечения горячей водой и теплом система солнечного отопления загородного дома комплектуется накопительным резервуаром, объем которого зависит от мощности самого коллектора. Во внешнем баке устанавливается спиральный теплообменник, присоединяемый к тепловому контуру коллектора заполненного антифризом. Идеальным решением будет объединять солнечные коллекторы с тепловыми насосами, получая солнечно-воздушное отопление, с системами теплый пол, или дополнительным источником питания, поддерживающим систему отопления в особо холодные периоды.

ОБСЛУЖИВАНИЕ В ПРОЦЕССЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ

По сути, элементы отопления загородного дома солнечными батареями или коллекторами обладают практически безграничными сроками эксплуатации. Единственное в чем они нуждаются — это в регулярном очищении от оседающей пыли и грязи. Отопление электрическими солнечными панелями вынуждает менять внешние аккумуляторные батареи, по мере того как они перестают держать полную емкость.

схема комбинированного использования дизельного котла и солнечных панелей для обогрева дома

совместное использование солнечных коллекторов и газового котла в единой отопительной системе

 

ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ В ИТАЛЬЯНСКОМ ДОМЕ

biocasa5

Итальянская компания Welldom разработала технологию быстрого возведения домов из заранее изготовленных деревянных конструкций. Построенный по этой технологии дом получил платиновый сертификат LEED за энергоэффективность. Биоклиматическое здание возведено на месте прежнего дома, разобранного на вторичную переработку 99% всех материалов. Более половины энергетических потребностей дома покрываются электричеством, выработанным солнечными батареями. Геотермальная установка используется для охлаждения летом, отопления зимой и круглогодичного нагрева воды.

Читать далее

ВЫДВИЖНЫЕ НАВЕСЫ ИЗ СОЛНЕЧНЫХ БАТАРЕЙ

aurora

Две итальянских компании объединили свой опыт и усилия для разработки новой запатентованной технологии автоматических навесов с тентом из солнечных батарей. Эта технология позволяет применять солнечную энергетику даже там, где особенности крыши или кровельный материал не подходят для установки батарей, и там, где доступа к крыше нет

Читать далее

ПОРЯДОК ПОДКЛЮЧЕНИЯ ГЕНЕРАТОРА К ГАЗОВОЙ МАГИСТРАЛИ

Для подключения газовой генераторной установки Generac серии Guardian к газовой магистрали, необходимо обратиться в местный трест газового хозяйства «Мособлгаза» закрепленный за вашим адресом, чтобы заказать проект для врезки опуска для  генератора в общую газовую магистраль. Ниже рассмотрим основные этапы по газификации  дома, бани, хоз. блока, гаража или другого капитального строения (соответственно, оно должно быть утепленным, что отражается в Техническом паспорте строения из БТИ).

Читать далее