ЭЛЕКТРИФИКАТОР 3.2 12В1Ф1500/1000
Руководство по установке и эксплуатации
ПРЕДИСЛОВИЕ
Больше 10лет назад я прочитал книги серии «Звенящие Кедры России». Идея создания родовых поместий и жизни в гармонии с природой меня очень вдохновила. Я не был сторонником отказа от достижений современной науки и техники, и понимал, что на данном этапе обойтись без них будет проблематично да и не нужно. Разумнее будет использовать современные достижения во благо. Наверняка может понадобиться какой-то насос, что бы доставить воду с колодца или скважины для полива и бытовых нужд, какое-то освещение, какой-то инструмент пусть и не часто, бытовые приборы… Однако идея проводить электричество от госадрственной энергосистемы меня не вдохновляла: не хотелось что бы поселения состоящие из родовых поместий становились похожими на котеджные поселки и существующие села. Не хотелось подсаживать родовое поместье на «иглу» централизации и впускать в новую жизнь все старое (столбы с проводами, трансформаторные подстанции, договора и квитанции, зависимость от отключения…). К тому же не везде поблизости есть линия электропередач, а юридический статус земли далеко не всегда это позволяет. Да и электричества то нужно зачастую совсем мало.
Поэтому, я решил, что автономное электричество будет разумным компромисом. Здесь каждый независимо решает сколько ему нужно. Это определенная свобода и ответственность. И нет такой жесткой зависимости.
Переискав множество различных вариантов оборудования: контроллеры заряда, инверторы и т.д. я понял, что нет ничего, что бы идеально подходило для условий в родовых поместьях. А поскольку сам я по образованию инженер-электронщик, то решил разработать свое изделие максимально реализовав все необходимые качества.
- НАЗНАЧЕНИЕ УСТРОЙСТВА
«Электрификатор» предназначен и оптимизирован для электроснабжения обьектов со средним и низким средним потреблением электроэнергии в условиях полного отсутствия промышленной сети. Источниками энергии могут служить солнечные панели, ветрогенератр (если устройство оборудовано блоком работы с ВЭУ), а так же, как резервный вариант, генератором на основе двигателя внутреннего сгорания. Возможно так же подключение иных, независимых источников электроэнергии, таких как термоэлектрический генератор на основе элементов Пельтье, встроенных, например, в отопиттельную печь или других.
Электрификатор вполне справится с такой задачей, как питание электронной апаратуры (компютеров, мобильных телефонов и прочего), освещения, питания насоса для водопровода в вашем доме или полива, питания различного электроинструмента и многого другого.
В процессе разработки «Электрификатора» были выбраны такие технические решения, которые позволяют максимально экономично расходовать электроэнергю в периоды пасмурной погоды и отсутствии ветра (если «электрификатор» оборудован блоком работы с ВЭУ), что особо актуально для живущих в родовых поместьях. То есть основная идея в том, что среднее потребление электроэнергии может быть маленьким, однако время от времени включаются мощные нагрузки.
«Электрификатор» состоит из двух основных частей: инвертора – преобразователя напряжения аккумуляторной батареи в переменное синусоидальное напряжение 220В 50Гц (такое же как в обычных розетках), и зарядного устройства, которое заряжает аккумулятор используя энергию полученную от солнечных батарей, контролируя состояние аккумуляторной батареи а так же оптимизируя режим отбора мощности от солнечных батарей. При желании электрификатор можно дооснастить дополнительным блоком для возможности подключения дополнительного источника энергии – ветрогенератора.
«Электрификатор» может работать с бензиновым газовым или дизельным генератором, работая как зарядное устройство и переводя все нагрузки на питание напрямую от генератора.
Так же есть возможность подключения реле для отключения части потребителей более низкого приоритета при перегрузке или низком уровне заряда аккумулятора, а так же автоматического включения полезного потребителя при избытке электроэнергии.
особенности Электрификатора
2.1. Сверхмалое собственное потребление в режиме холостого хода или мылых нагрузок
Очень часто, особенно в период дефицита вырабатываемой электроэнергии, может работать только небольшая нагрузка, например одна или две энергосберегающие лампочки или заряжатся мобильный телефон. В таком слчае собственное потребление устройства может иметь большое значение, так как именно сумарная мощность нагрузки и собственного потребления инвертора будет разряжать аккумулятор. «Электрификатор 3.2» потребляет всего 3,5…4 Вт на холостом ходу (то есть на выходе уже есть полноценное напряжение 220В), а так же всего 1… 1,2 Вт в режиме поиска нагрузки (при подключении нагрузки нормальное напряжение на выходе автоматически включается).
2.2. Чувствительный режим поиска нарузки, способный обнаружить подключенное к выходу единственное зарядное устройство мобильного телефона и т.п.
2.3. Двух – трех кратный запас по выходной мощности.
Электификатор версии 3.2 имеет от двух до трех (зависит от номинальной мощноти) кратный запас выходной мощности, что обеспечивает уверенный пуск электродвигателей номинальная мощноть которых равна номинальной выходной мощности устройства.
2.4. Снижение выходного напряжения при перегрузках
При сильной перегрузке выходное напряжение снижается, а затем плавно повышается, что так же облегчает запуск мощных двигателей и других потребителей со сверхбольшим пусковым током.
2.5. Воможность приоритетного отключения потребителей при перегрузках или низком заряде АКБ
К электрификатору можно подключить дополнительный коммутатор, который отключит «лишние» нагрузки при низком уровне заряда аккумулятора или при перегрузках и коротких замыканиях (аналогично наличию нескольких отдельных «автоматов» на освещение, розетки, комноты…).
2.6. Щадящая работа с резервным генератором (бензо,газо, дизель)
При подключении к устройству напряжения от резервного генератора, устройство переключает все нагрузки на питание от генератора. При этом «электрификатор» заряжает аккумуляторную батарею используя электроэнергию, вырабатываемую генератором. Во избежание перегрузки генератора при включении мощных нагрузок, устройство «умеет» уменьшать ток заряда аккумулятора вплоть до полного прекращения. После отключения или уменьшения нагрузки ток заряда снова увеличивается.
2.7. Многоступенчатый алгоритм заряда аккумуляторной батареи (с учетом общего тока заряда/разряда)
Наличие в данном устройстве измерителя общего тока заряда/разряда аккумулятора позволяет более «правильно» заряжать аккумуляторы, в отличии от того, когда инвертор и контроллер заряда – отдельные устройства. Учитывается как вырабатываемая мощность, так и потребляемая нагрузками. Это дает возможность максимально быстро и правильно восстанавливать заряд аккумулятора, при старт-стопных режимах работы нагрузок.
2.8. Ограничение максимального тока заряда аккумулятора без снижения выработки при нагрузке
Часто, особенно если бюджет ограничен, устанавливают аккумуляторную батарею не очень большой емкости. При ясном небе солнечные батареи способны выработать больший ток, чем допустим для небольшого аккумулятора. Данное устройство ограничит ток идущий на заряд АКБ на заданном уровне, однако при включении нагрузки «возьмет» максимум с солнечных батарей. Данная функция не реализуется, при применении большинства существующего оборудования, когда контроллер заряда и инвертор – отдельные устройства.
2.9. Возможность использования избыточной электроэнергии
Часто бывает, например в ясную солнечную погоду, что электроэнергии вырабатывается существенно больше чем потребляется и аккумулятор уже полностью заряжен. В данном устройстве есть два варианта автоматически использовать «лишнюю электроэнергию»:
1) Сбрасывать избыточную энергию на нагреватель (например можно нагревать воду)
2) Периодически включать полезную нагрузку. Например периодически будет включаться насос и накачивать воду в резервуар, пруд или поливать растения.
Можно использовать два способа одновременно.
2.10. ** Подключение солнечной батареи на 24В и аккумуляторной батареи на 12В
Солнечные батареи номинальным напряжением 29…36В (используются для систем на 24В) существенно дешевле чем с напряжением 15…18В (используются для систем на 12В). К тому же для передачи электроэнергии, с такими же потерями, нужны провода провода в 4 раза тоньше.
2.11. Поиск максимальной рабочей точки для солнечных батарей (МРРТ)
Не при любом режиме работы солнечная батарея способна отдавать максимальную мощность. Микропроцессор управляющий преобразователем солнечной батареи автоматически подбирает такой режим, что бы получить максимально возможную при данных условиях мощность.
** Для моделей с напряжением аккумуляторной батареи 12В
2.12. Защита от превышения мощности солнечных батарей
В случае, если в идеальных условиях (абсолютно ясное небо, идеальный угол нахождения солнца, низкая температура окружающего воздуха) мощность солнечных батарей превысит максимально-допустимую для «электрификатора», то ничего не сгорит, все будет работать нормально. «Электрификатор» просто не возьмет больше чем то, на что он рассчитан. Почти всегда в такой период электроэнергии и так больше, чем нужно, поэтому вы ничего не потеряете. Таким образом вы можете устанавливать солнечных батарей на суммарную мощность больше, чем максимально допустимо для выбранной модели «Электрификатора»
2.13. Выносной пульт индикации и управления
Силовой блок «электрификатора» и аккумуляторные батареи имеют значительные габариты, к тому же к нему подходят разные провода и потому не всегда может хорошо вписаться в интерьер. Ктоме того существуют риски риск, если дети будут иметь доступ к устройству и аккумуляторной батареи. Поэтому во многих случаях целесообразно силовую часть разместить где-то в стороне от постоянного доступа (кладовка, техническое помещение, сухой подвал, шкаф, ниша в стене закрываемая дверцами). При этом выносной пульт индикации и управления можно разместить в легко доступном месте и без труда контролировать работу системы а так же управлять ею.
2.14. Инвертор повышенной надежности с применением низкочастотного трансформатора
Благодаря использованию низкочастотного трансформатора в инверторе «электрификатора» а так же использованию силовых компонентов с многократным запасом, инвертор более отказоустойчив и переносит внештатные ситуации при которых большинство других инверторов выходят из строя.
2.15. Низкий уровень электромагнитных помех
Благодаря использованию низкочастотного трансформатора, инвертор дает очень мало помех в выходное напряжение в отличии от инверторов с высокочастотным трансформатором.
2.16. Корпус защищен от сыплющегося мусора, пыли и пролитой воды
В верхней части корпуса нет вентиляционных отверстий, через которые внутрь может попасть сыплющийся сверху мусор или случайно пролитая жидкость.
2.17. Приимущественно естественное охлаждение – низкий уровень шума
В большинстве случаев устройство работает не на полную мощность, а температура окружающего воздуха не слишком высока и отвод тепла происходит естественным образом без включения вентиляторов. Благодаря этому уровень шума – минимальный.
2.18. Возможность подключения к компьютеру
Используя специальный переходник «электрификатор» можно подключить к персональному компьютеру (через разьем USB). Установив на компьютере специальную программу можно получить доступ к расширеным параметрам работы а так же расширеным настройкам устройства.
2.19. * Работа с высоковольтным ветрогенераторм.
Очень часто расстояние от мачты с ветрогенератором до дома, где установлено оборудование электроснабжэния, может составлять не один десяток метров. К тому же и высота мачты значительна. Блок Работы с ВЭУ позволяет использовать высоковольтный ветрогенеравтор, что в свою очередь позволяет уменьшить толщину провода идущего от ветряка к дому, а так же потери в нем. Стандартные контроллеры ВЭУ имеют или низковольтный ветрогенератор или требуют подключения высоковольтной сборки аккумуляторов.
2.20. * Оптимальный отбор мощности от ветряка в зависимости от частоты его вращения.
Блок работы с ВЭУ имеет в своем составе регулируемый преобразователь напряжения управляемый микроконтроллером - это дает возможность максимально использовать возможности ветрогенератора. Таблица отбора мощности может быть изменена с компьютера или пульта даже без остановки ветряка.
2.21. * Ограничение скорости вращения ветряка
В большинстве существующих контроллеров ВЭУ при сильном ветре турбина ветряка может раскручиваться до слишком больших скоростей, что создает повышенный уровень шума и повышает риск поломки ветряка или мачты. В данном контроллере скорость вращения турбины может принудительно ограничиваться на заданном уровне.
2.22. * Автоматический и ручной режимы безопасности ветряка
При ураганных ветрах, контроллер ВЭУ переходит в безопаный режим, при этом частота вращения ограничивается на уровне, значительно ниже обычного. Таким образом обеспечивается безопасность ветряка без полного прекращения выработки электроэнергии.
Пользователь так же может вручную включить режим безопасности ветряка.
* - при использовании дополнительного блока работы с ВЭУ