Интелигентното резервно електрозахранване на дома и офиса

По-паметливите българи не са забравили, а и не бива да се забравят, годините, когато България бе заприличала на коледна елха. По волята на управниците, наложили режим на захранването с електрически ток, цели селища и квартали периодично потъваха за часове, често и за денонощия в тъма и мраз. Да се надяваме, че думата „режим“ след време ще изпадне от говоримия език. Времената са други, но това съвсем не означава, че сме застраховани и електричеството, от което сме толкова силно зависими, няма да секне неочаквано и по правило по най-неудобно време – вечер и през студените месеци. Най-застрашени са по-отдалечените селища и вилни зони, чиито електропроводи са по-уязвими за природните стихии и „колекционерите“ на медни проводници.
Спре ли токът, човек разбира колко му е уязвим животът – няма осветление, телевизорът, компютърът и стационарният телефон не работят, за отопление може да се разчита само на печката с дърва, въглища или газ, защото горелката и циркулационната помпа на централната отоплителна система не работят без електричество. Оставена за часове без захранване, сигнално-охранителната система също предава богу дух и престава да работи. Още по-голяма е зависимостта на хората, които ползват дома си за офис, за които работещият компютър и електронните комуникации с външния свят са жизненоважни.
Ето защо по-предвидливите хора търсят решения, които да им осигурят независимост и спасение, когато им се „дръпне шалтерът“.
По-заможните хора монтират в крайградските си къщи дизелови агрегати с мощност от десет и повече киловата на цени от над 10–15 хил. лева. Те най-често имат система за автоматично управление, която включва агрегата, щом мрежовото напрежение изчезне. Тези масивни и тежки агрегати заемат доста място и са шумни, поради което се монтират по-далеч от обитаваната сграда. За тази категория хора проблемът с електрозахранването не стои, а и повечето от тях нямат време да четат списания като нашето.
Какво да правят останалите хора, „средна ръка“? За зор заман си купуват малък бензинов електрогенератор. На пазара има голям избор, като най-предпочитани, но и по-скъпи са инверторните, като моделите на Honda (EU 10i (<1 kW), EU 20i (<2 kW) и др. (виж НС 7-8/2007). Посочените два модела са компактни и леки, със сравнително ниско ниво на шума, честотата на въртене се регулира автоматично в известни граници според натоварването, синусоидата на изходящото напрежение е близка до идеалната крива. При посочените максимални мощности тези генератори може да захранват само най-необходимите уреди, и то в продължение на няколко часа. Най-същественият недостатък при използването им като аварийно захранване е, че за пускането на двигателя е необходима човешка ръка, която да включи смукача и да издърпа стартерното въже. За автоматизация на процеса на пускане на двигателя може да се мисли едва при по-мощните и значително по-скъпи модели с акумулаторно стартерно запалване, като пусковата автоматика често струва колкото самият генератор. Ако се добавят шумът, изгорелите газове и стойността на горивото, се налага очевидният извод, че преносимите електроагрегати са приложими най-вече при работа с електрически уреди и инструменти далеч от електрическата мрежа, както и при пребиваване с каравана или на палатка по-далеч от населено място. С две думи, малките бензинови генератори също не решават пълноценно проблема с резервното електрозахранване на дома. Първият светъл лъч в тази насока са непрекъсваемите токозахранващи устройства (UPS), които от години се използват за захранване на настолни компютри, а покрай тях и на други електронни устройства с малък разход на електроенергия като телефон например. Включването на компютъра през UPS гарантира, че при прекъсване на тока няма да бъде загубена ценна информация. За да бъдат компактни и сравнително леки, масово използваните токозахранващи устройства от този вид имат вградена акумулаторна батерия с малък капацитет. Поради това те осигуряват необходимото захранване в продължение на десетина или малко повече минути, време, достатъчно за съхраняване на информацията и нормално затваряне на използваните в момента програмни продукти, но не и за по-продължителна работа. С две думи, тези UPS устройства са отлично, но неприложимо решение за останалите електроуреди, които черпят ток със значително по-голяма сила.
Оптималното решение на проблема са инверторните токозахранващи системи Emergency Power Systems (EPS), които от октомври т.г. фирма „Комелсофт Мултимедиа“ предлага на нашия пазар. Към момента те са две – CPS3000PIE с мощност 3000 VA (≈ 2400 W) и CPS5000PIE с мощност 5000 VA (≈ 3500 W), но от фирмата ни увериха, че това е само началото и в най-скоро време ще разширят гамата от такива устройства.
Образно казано, EPS системата представлява мощен UPS, който работи с блок от външни, свързани една с друга оловни акумулаторни батерии, всяка с напрежение 12 V. Този модулен принцип има голямото предимство, че броят на батериите определя мощността, която може да осигурява системата, и продължителността на захранване с ток. При необходимост от по-голяма мощност и по-продължителна работа в автономен режим се добавя нова двойка батерии. Минималният брой акумулаторни батерии, с които може да работи по-малкият по мощност модел CPS3000PIE е 2, а максималният – 10.
От таблицата се вижда, че при максимално натоварване 2402 W с две батерии електроинсталацията може да бъде захранвана в продължение на 1 час, а при наличие на 10 батерии – 5 часа. По-мощното устройство CPS5000PIE работи с минимум 4 акумулаторни батерии и най-много с 20. Съответно при максимално натоварване 3502 W то осигурява захранване с електричество между 1,97 часа и 9,83 часа в зависимост от броя на свързаните към него батерии. Както се вижда от таблиците, всяко от тези устройства може да поеме функциите на резервно захранване за продължителен период от време, включително да се използват кухненски прибори или отоплителни уреди. Най-добре е за отопление да се използва климатик, който консумира два до три пъти по-малко електроенергия в сравнение с еквивалентен по отоплителна мощност нагревателен прибор.
Друго много съществено предимство на тези системи е, че се управляват изцяло по електронен път, което на практика означава, че включването и изключването им става напълно автоматично, без каквато и да било човешка намеса. Времето на превключване от мрежово към собствено захранване е под 10 ms, което ще рече, че на практика става мигновено и не се усеща от работещите в момента уреди, дори и от чувствителните компютри. Щом външното захранване бъде възстановено, устройството автоматично изключва захранването от акумулаторните батерии и преминава в режим за тяхното зареждане. Тук бихме добавили още, че този режим на автоматична работа е особено благоприятен за дълготрайността на батериите, защото винаги, освен през времето, когато от тях се черпи ток или се зареждат, те се поддържат в напълно заредено състояние. Автоматичното управление на резервното електрозахранване гарантира нормалното функциониране на всички постоянно включени и действащи системи в дома и когато в него няма хора. Дори само спокойствието, че докато сте далеч от дома си, примерно в чужбина, охранителната система ще функционира нормално и от СОТ няма да ви звънят по телефона, че не са в състояние да охраняват поради продължителна липса на захранване на алармената система, чиято акумулаторна батерия е с малък капацитет.
Досега говорихме само за проблемите, които възникват, когато външното захранване секне. Още по-големи грижи и финансови загуби може да възникнат поради свръхнапрежение в електрическата мрежа, а това, както се знае, не е рядкост. Тогава всички уреди, особено електронните и хладилниците, направо изпушват. Ако обаче разполагате с EPS устройство, това няма да се случи, защото системата следи и напрежението на входа на мрежата. Щом то надхвърли определена граница, устройството изключва външното захранване и преминава на работа от акумулаторните батерии. Ще добавим още, че EPS устройството подава към домашната електроинсталация напрежение с правилна синусоидална форма, постоянна честота 50 Hz (±1%) и големина 220 V (±10%).
Устройствата са „интелигентни“с микропроцесорно управление, имат редица вградени защити, а информацията за състоянието и работата на системата се изобразява текущо в лесно разбираем вид върху LCD дисплей. При възникване на по-критична ситуация, която изисква човешка намеса, се подава и звуков сигнал.
Като завършек на всичко изброено дотук, ще посочим поредното съществено предимство на EPS системите пред електрогенератор с двигател с вътрешно горене. Те са напълно безшумни, нямат движещи се части, не изискват текущо поддържане – смяна на свещи, ремъци, картерно масло, доливане на гориво и др. Освен това от акумулаторните батерии се черпи само толкова енергия, колкото реално се консумира от включените в момента уреди, докато двигателят на електрогенератора работи и гори бензин, когато от него не се черпи ток.
Необходимо е да поясним още, че снимките може да породят невярна представа за габаритите на EPS системите CPS3000PIE и CPS5000PIE. В действителност това са компактни уреди с размери 330х260х440 mm и тегло – 36 kg за по-малкия и 44 kg за по-мощния модел, или с други думи, инсталирането на системата не изисква просторно помещение. То трябва да бъде съобразено с условията за експлоатация на акумулаторните батерии.
От така разгледаните предимства на системите EPS при решаване на проблема с резервното електрозахранване, човек би останал с впечатление, че цената на такава придобивка би била непоносимо висока. Това определено не е така, защото моделът CPS3000PIE струва 1151 лв., а CPS5000PIE – 1895 лв. (цените са без ДДС). В сметката трябва да се добави и стойността на пакета акумулаторни батерии. Това е първоначална инвестиция, съизмерима с покупката на инверторен генератор с мощност под 3 kW, а всички посочени предимства след това излизат безплатни.
Повече информация за гамата EPS токозахранващи системи и тяхната покупка може да се направи тук.