Состав автономной системы электроснабжения
Автономная система электроснабжения – это совокупность систем преобразования и источников электроэнергии.
В состав системы автономного электроснабжения могут входить:
- Стабилизатор напряжения.
- Источник электрической энергии. Функции источника электрической энергии в автономной системе электроснабжения могут выполнять бензо-, газо- дизельная электростанция или генератор, оборудованные электрическим стартером, а также автономные источники питания от ветра или солнца.
- Подвод внешней электрической энергии из сети.
- Система преобразования электрической энергии. Основную функцию в данной системе выполняет инвертор, служащий для подзарядки батареи, а также преобразования постоянного тока в переменный.
- Аккумуляторные батареи. Данное оборудование используется для накопления электроэнергии.
- Система автоматического пуска генератора. Оборудование данной системы представляет собой прибор, который осуществляет запуск генератора по команде или пропадании внешней сети.
- Блок коммутации. Данное оборудование используется для автоматического управления и слежения за функционированием системы.
Для правильного функционирования автономной системы электроснабжения наличие всех составляющих необязательно, она может работать и без них, но с некоторыми ограничениями. Если в системе отсутствуют внешняя электрическая сеть, то вся необходимая электроэнергия вырабатывается генератором. При отсутствии стабилизатора система может функционировать, но при этом не обеспечивается чистый синусный сигнал на потребителей электроэнергии. В случае отсутствия блока батарей и инвертора - время работы автономной электрической системы ограничено временем непрерывного функционирования генератора (как правило, от 6 до 12 часов). Еще одного ограничение при отсутствии инвертора и блока батарей - значительный промежуток времени между отключением электричества и запуском генератора (от нескольких секунда до нескольких минут). Если в автономной системе электроснабжения отсутствуют генератор, блок его запуска, а также блок коммутации, то время функционирования системы ограничивается объемом энергии, который был накоплен в батареях.
Принцип действия прогрессивных автономных систем электроснабжения
При работе внешней электрической цепи зарядка аккумуляторных батарей осуществляется через инвертор. Когда происходит отключение внешней энергии, то происходит переключение инвертора на питание от аккумуляторных батарей. Функция блока коммутации заключается в наблюдении за состоянием батарей, в случае их скорого разряда через систему автоматического запуска включается генератора. После того, как генератор входит в рабочий режим, блок коммутации переключает всю нагрузку на него, а инвертор начинает накапливать электрическую энергию в аккумуляторных батареях. После зарядки батарей или при перегреве генератора, блок коммутации опять переключает всю нагрузку на инвертор, а генератор выключается. Все перечисленные действия повторяются до тех пор, пока во внешней сети не появится напряжение. Преимуществом такой системы является неограниченность времени работы
Аккумуляторная батарея – это химический источник тока многоразового действия, который может быть заряжен после разрядки.
Прогрессивные источники автономного электроснабжения иметь высокое быстродействие, высокую степень надежности, а также осуществлять непрерывный контроль за параметрами системы (количество топлива, заряд и состояние аккумуляторных батарей и т.п.) и соответствовать нескольким принципам. Согласно принципу пропорциональности:
Инвертор и стабилизатор автономной системы электроснабжения должны обладать одинаковой номинальной мощностью, но при этом иметь максимальную мощность кратковременного действия, которая превышает номинальную в 2-3 раза. Номинальная мощность инвертора и стабилизатора определяется по максимальной потребляемой энергии.
Номинальная мощность генератора прогрессивной автономной системы электроснабжения должна быть минимум в 2 раза больше средней потребляемой мощности, благодаря этому обеспечивается необходимый запас электрической энергии в батареях.
По принципу совмещения в прогрессивных автономных системах электроснабжения должна быть возможность встраивания автоматического пуска генератора в блок коммутации. Еще одним признаком прогрессивной системы является совмещение части блока коммутации, генератора, аккумуляторных батарей, инвертора в единый модуль, служащий для контроля и зарядки батарей от генератора, что позволяет исключить процесс превращения постоянного тока в переменный и обратно.
В настоящее время широкое распространение получили электрические генераторы, которые работают на сжиженном и природном газе. Стоимость энергии газового генератора может быть в 2-10 раз ниже, чем бензинового и дизельного.
