Автономное электроснабжение — актуальная тема для России. В большинстве некрупных населенных пунктов имеющиеся сети достигли высокой степени изношенности и не могут обеспечить электроэнергией всех потребителей. Есть и более неутешительные данные — 60 % территории страны не могут быть подключены к сети в принципе. Самыми первыми нехватку энергии ощущают владельцы частных домов и дач. Но они не единственные, кто в ней нуждается. С этой проблемой сталкиваются метеостанции, фермерские хозяйства, базовые станции сотовой связи, научные станции и т. п.

Раньше автономное электроснабжение дома обеспечивалось бензиновыми генераторами. Но такое решение не является оптимальным, поскольку генераторы требуют постоянной дозаправки топливом, им необходимо проводить регулярное ТО, и ресурс их не такой длительный, как хотелось бы. Еще один ощутимый минус — плохое качество тока на выходе.

Инверторы как источник автономного электропитания для частного дома

Значительно повысить работоспособность системы способно подключение к генератору силовых инверторов с зарядными устройствами и емких аккумуляторных батарей, которые работают как источник автономного электроснабжения частного дома на высоком уровне.

В таком случае генератор функционирует не весь день, а только то время, которое необходимо для пополнения заряда батарей. Остальные часы все системы загородного дома работают от энергии аккумуляторов, которая преобразуется инвертором в переменный ток с чистым синусом.

Как только аккумуляторы разряжаются, инвертор вновь подключает к работе генератор, обеспечивая переменным током нагрузку и одновременно пополняя заряд батареи. Автономное электропитание, организованное по такому принципу, обеспечивает надежную работу техники, так как переключение между питанием нагрузки от аккумуляторов и генератора происходит автоматически.

Регулирует работу всех устройств инвертор, управление которым возможно при наличии специальных фирменных системных контроллеров. Можно запрограммировать систему, прописав несколько вариантов развития сценария:

• генератор включается при падении уровня напряжения или степени заряда аккумуляторов;
• подключение генератора также может быть связано с увеличением нагрузки;
• автономное энергоснабжение от генератора можно запрограммировать на определенные часы (например, разрешить его работу в дневное время и запретить в ночное).

Использование инверторов и аккумуляторов позволяет продлить срок службы генератора и уменьшить цену содержания объекта, существенно уменьшив расходы на покупку топлива и техническое обслуживание. При этом обслуживание компонентов инверторной системы не требуется.

Работа инверторов с альтернативными источниками резервного питания

Современные силовые инверторы вместе с аккумуляторами позволяют обеспечить автономную работу всех домашних бытовых приборов за счет использования альтернативных источников электроснабжения. В этом случае в гибридную систему включаются, помимо генератора, солнечные панели и ветрогенератор. Также система резервного электроснабжения может функционировать только с возобновляемыми источниками энергии.

Энергию солнца или ветра аккумуляторные батареи могут накапливать при помощи специальных контроллеров заряда в те моменты, когда она доступна. При достаточном уровне заряда АКБ инверторы преобразуют постоянный ток аккумуляторов в переменный с чистой синусоидой, который используется для поддержания работоспособности бытовых приборов и техники.

Еще один вариант применения инверторов — построение систем бесперебойного питания в ситуациях, когда подключение к сети есть, но не отличается стабильностью. Автономный источник питания на базе инверторов с аккумуляторными батареями и солнечными панелями в этой ситуации используется не только при исчезновении напряжения в стационарной сети, но и для приоритетного использования энергии солнца в целях экономии сетевой электроэнергии.

Для работы с альтернативными источниками энергии: солнечными панелями и ветрогенераторами хорошо подходят инверторы Victron серии Phoenix Inverter мощностью от 1,2 кВА до 5 кВА .

Инвертор Victron серии Phoenix представляет собой профессиональное техническое устройство для преобразования постоянного тока в переменный. Разработанный с применением гибридной технологии ВЧ, он рассчитан на соответствие самым высоким требованиям. Его функция заключается в обеспечении питанием любой автономной системы электроснабжения с необходимостью получения высокого качества тока на выходе со стабильным напряжением в виде чистой синусоиды. В быту напряжение с чистым синусом требуют такие приборы, как газовый котел, холодильник, микроволновка, телевизор, стиральная машина и прочее.

Полностью автономное электроснабжение частного дома с различными бытовыми электроприборами требует как высокого качества напряжения, так и возможности инвертора справляться с пусковыми токами трудных нагрузок (компрессор холодильника, электродвигатель насоса и т.п.). Удовлетворить эту потребность может функция SinusMax инвертора Phoenix. Она обеспечивает двукратную кратковременную перегрузочную способность системы. Более простым и ранним технологиям преобразования напряжения это не под силу.

Энергопотребление инвертора:

• на холостом ходу: от 8 до 25 Вт в зависимости от модели;
• в режиме поиска нагрузки: от 2 до 6 Вт, этот режим сопровождается регулярным включением системы каждые две секунды в течение короткого периода времени.
• при постоянной работе в энергосберегающем режиме (AES): от 5 до 20 Вт.

Автономные системы электроснабжения позволяют осуществлять собственное управление и мониторинг через подключение инвертора к компьютеру. Для своих инверторов компания Victron Energy разработало программное обеспечение VEConfigure. Подключение осуществляется через интерфейс MK2-USB.

Инверторы Phoenix Inverter и Phoenix Inverter Compact могут работать как в параллельных конфигурациях (до 6 инверторов на фазе), так и в 3-х фазных. Оптимальные в соотношении «цена/качество» они подходят не только для дома, но и для автономного электроснабжения транспорта, мобильных комплексов.

Система автономного электроснабжения частного дома

Система автономного электроснабжения дома может включать в себя не только инвертор и альтернативные источники энергии, но и генератор. Инверторная система включит генератор в случае необходимости подзарядки аккумуляторов. Для запуска генератора можно использовать или встроенное реле инвертора или реле аккумуляторного монитора BMV-700. По достижении необходимого уровня заряда, генератор отключается. Далее питание нагрузок опять начинают обеспечивать аккумуляторы. Такая схема позволит полноценно обеспечивать электричеством удаленный дом даже при временном отсутствии солнца или ветра.

Аккумуляторы для автономного энергоснабжения

Компания «Вега» предлагает свинцово-кислотные аккумуляторы для автономного энергоснабжения хорошо себя зарекомендовавших брендов:

Эти аккумуляторы выполнены по технологии GEL, устойчивы к глубоким разрядам, не требуют технического обслуживания и долива воды, имеют большее количество циклов, чем AGM-аккумуляторы.

При правильно подобранной системе и обеспечении разряда не более чем на 50%, ресурс аккумуляторов может достигать около 1000 циклов. Установив такую систему у себя дома или на подконтрольном объекте, вы убедитесь в ее безупречной многолетней службе.

• Варианты базовых инверторных систем резервного электроснабжения PracticVolt на базе инверторов Victron Energy

Цена: 41 236 руб.

Рекомендуются для бесперебойного питания газового котла и циркуляционных насосов загородного дома, коттеджа или других объектов с мощностью нагрузки до 800 ВА. В состав системы PracticVolt входит инвертор Victron и необслуживаемые аккумуляторы большой емкости.

Цена: от 110 335 руб.

Рекомендуются для бесперебойного питания газового котла, циркуляционных насосов и бытовой техники загородного дома, коттеджа или других объектов с мощностью нагрузки до 1600 ВА. В состав системы PracticVolt входит инвертор Victron и необслуживаемые аккумуляторы большой емкости.

Цена: от 174 827 руб.

Рекомендуются для бесперебойного питания электроприборов и бытовой техники загородного дома, коттеджа или других объектов с мощностью нагрузки до 5000 ВА. В состав системы PracticVolt входит инвертор Victron и необслуживаемые аккумуляторы большой емкости.

Цена: от 449 886 руб.

Если же вы уверены в своих знаниях и силах, и у вас много свободного времени, то почему бы и нет. Самый частый случай когда требуется свое электричество на постоянной основе - это загородные дома и дачные участки, где вообще нет электросетей, или их качество отвратительное. Так-же могут быть и другие проблемы, это например высокая цена для подключения к электросетям, или бюрократические барьеры.

Автономный дом

Полноценное электро обеспечение загородных домов

Сейчас у нас в среднестатистических загородных домах или дачных домах среднее энергопотребление около 200кВт в месяц. В потребление входят множество электрических устройств, и среди них есть такие, что требуют питания круглые сутки, например циркуляционные насосы и электрические котлы отопления, холодильники и др. По-этому генератор должен работать сутками и при этом обеспечивать большую мощность когда требуется, например когда включаем микроволновку, электрочайник, электроинструмент, сварочный аппарат и прочее. Все это можно посчитать и определится с мощностью генератора, но сразу скажу что не покупайте дешевое, так-как скупой платит дважды, а если не понимает, то так и будет тратить деньги на ремонт и замену тех или иных устройств.

Автономное питание дома от генератора

Для полной автономии бензиновый или дизельный генератор должен обеспечивать мощность до 6кВт, и работать сутками на пролет, и его ресурс должен быть высоким, иначе за год-два генератор износится и придется покупать новый или вкладываться в капитальный ремонт. При этом он за это время еще "скушает" тонны дорогостоящего топлива. Первоначальные вложения при этом в среднем 50-100т.руб., и последующая покупка топлива. Ну а из плюсов генератор работает не зависимо от погоды и тогда, когда вам нужно. Так-же к генератору можно добавить дополнительное оборудование, например блок управления генератором и переключения с центральной электросети когда электричество пропадает.

Генератор + бесперебойник

Так-же если у вас есть электросеть, но она часто пропадает и не качественная, то можно установить бесперебойник и пока есть сеть он зарядится и будет в полной готовности ждать, и как только электричество пропадет, то он включит свой инвертор и подаст 220 вольт по дому. Заряда внутренних аккумуляторов хватит на несколько часов работы в автономном режиме, чего обычно хватает чтобы переждать отключение электросети. Но сам безперебойник и аккумуляторы тоже стоят прилично, я не буду здесь рекламировать конкретные устройства, я думаю вы и сами найдете если захотите. Но плюс работы генератора с бесперебойником в том что генератору не надо работать постоянно, а требуется только заряжать аккумуляторы.

Ветро-солнечные электростанции

Автономная электростанция

В весенний, летний и осенний периоды солнца обычно вполне хватает и тут надо просто рассчитать мощность солнечных панелей и емкость аккумуляторов с расчетом на сутки и этого будет достаточно. Например если у вас в месяц выходит около 200кВт, то 200:30=6.6кВт/сутки. То-есть в сутки потребляется 6,6кВт, и тогда вполне хватит солнечных панелей на 1,5 кВт и аккумуляторов с рабочей емкостью 7 кВт. Рабочая емкость, это та емкость, которую можно использовать без существенной потери емкости аккумуляторов.

Например для автомобильных стартерных АКБ это не более 30%, для тяговых свинцовых не более 70%, для щелочных около 80%, и lifepo4 тоже 80%. То-есть если вы ставите самые дешевые стартерные аккумуляторы, то чтобы постоянно брать с них 7кВт, их надо полной емкости на 21кВт, тогда они прослужат до трех лет и даже более. А если они каждый раз будут разряжаться до 50-80%, то они уже в первые месяцы начнут резко терять емкость, и быстро деградируют.

Зимой в средней части России и ближе к северу с солнцем очень плохо и выработка солнечных панелей падает в пасмурные дни до 20-ти раз и они уже не могут заряжать аккумуляторы если с них постоянно берется электричество. И тут на помощь нужно ставить или ветрогенератор, или бензогенератор, чтобы в эти периоды заряжать аккумуляторы. При этом ветрогенератор конечно предпочтительнее так-как не требует топлива для работы, но надо изучить обстановку с ветром в вашем районе чтобы понять какой мощности нужен ветрогенератор и есть ли в нем смысл, а то может у вас штиль все эти дни - когда нет солнца, и тогда без бензогенератора не обойтись.

Альтернативное электроснабжение дома

Мини электростанция

Так-же можно экономить и на аккумуляторах. К примеру свинцово-кислотные аккумуляторы имеют кпд около 85-90% если они работают в номинальном режиме, но если их заряжать и разряжать током больше чем 1:10 от емкости, то КПД заряд-разряд становится еще меньше. То-же самое и с щелочными, КПД которых самый плохой. А если использовать литий-железо-фосфатные аккумуляторы, то их КПД 95-98%, и при этом он не особо ухудшается даже когда его заряжают разряжают большими токами, при этом стоят такие АКБ как щелочные и дорогие тяговые свинцовые. Сэкономив на инверторе и поставив аккумуляторы-lifepo4 , выгода составит в среднем 30%, а это значит нужно ставить или на 30% меньше солнечных батарей, или у вас будет на 30% больше энергии. Я думаю это очень важно, особенно когда энергии не хватает, и бюджет ограничен.

Если же вам иногда нужно что-то включать от 220 вольт, например электроинструмент небольшой, то можно отдельно поставить дешевый инвертор с модифицированной синусоидой мощностью на 1кВт, и через него будет работать дрель, маленькая болгарка и прочее. Но циркуляционные насосы и холодильники через дешевые инверторы работать часто отказываются, и тут лучше сразу брать инвертор с чистой синусоидой на выходе.

Но мы все привыкли к 220вольт, и если вы все хотите перевести на 220 вольт, то покупайте хороший инвертор с запасом по мощности и тут уже увеличивайте мощность солнечных панелей и емкость аккумуляторов. Вообще если что-то покупать для своей автономной системы, то тут как ни где действует правило что скупой платит дважды, а если до него не доходит, то так и будет менять отказавшие в работе устройства. Я на себе все это испытал, и это особенно касается аккумуляторов, тут лучше меньше, чем через год их на свалку отправлять.

Расчет небольшой электростанции для минимальных потребностей

Мини электростанция

Расчет мощной электростанции

Вообще весь расчет всегда должен начинаться с полного анализа ваших потребностей и условий, чтобы не прогадать и тратить деньги наиболее рационально. Альтернативная энергетика это дорогое удовольствие и в итоге все равно не заменяет сабой электросеть, и тут нужно это понимать и оптимизировать электропотребление. Нужно экономить и переходить на более низкое электропотребление, а так если вы хотите по превычке пользоваться электронагревателями, мощными насасами, прожорливой бытовой техникой, то лучше тянуть электросеть, иначе своя электростанция будет стоить очень много, вполне под миллион рублей, и еще требовать обслуживания.

В связи с частыми отключениями электроэнергии, нестабильным напряжением и частотой в электросети в последнее время все чаще и чаще возникают вопросы: Как обеспечить себя электроэнергией на время отключения основной электросети? Какой источник автономного питания выбрать? И как это сделать?

Для начала необходимо определиться с условиями задачи.

Первое условие - потребляемая мощность нагрузки . Эта мощность складывается из мощностей отдельных потребителей электроэнергии. Количество потребителей, из мощностей которых складывается общая мощность нагрузки, будет зависеть лишь от вашего желания. Однако следует иметь в виду, что те потребители, которых вы не включили в этот список, должны быть отключены во время работы автономного источника электропитания. Несоблюдение этого может привести к перегрузке и даже к выходу оборудования из строя.

То есть вам необходимо понять, что вы хотите получить? Обеспечить себе комфортное существование на время отключения независимо от того, на сколько отключилась сеть, или же обойтись несколькими особо важными потребителями, отключение которых может привести к серьезным материальным затратам (например система отопления).

Загородный дом, как правило, потребляет от 5 до 40 кВА. Сюда входит освещение, системы отопления, водоснабжения, канализации, бытовые электроприборы, системы охранной и пожарной сигнализации, системы видеонаблюдения.

Если вы решили запитать от автономного источника часть потребителей (что целесообразно с точки зрения цены), то из всего этого перечня вам необходимо выбрать, в первую очередь, самых критичных к пропаданию напряжения потребителей (аварийное освещение, система отопления), и далее к ним суммируем менее критичные нагрузки. Потребители электроэнергии, у которых отсутствует индуктивная составляющая мощности, называются активными: лампы накаливания, нагревательные приборы. Однако простое суммирование мощностей будет справедливым, пока вы не дойдете до оборудования, которое имеет пусковые токи. Оно имеет свойство потреблять в несколько раз больший номинального ток в момент запуска. Эти токи необходимо учитывать и давать соответствующий запас по мощности (примерно 2,5-3,5 раза). Такие потребители называются индуктивными: электродрели, электропилы, насосы, компрессоры, холодильники, лазерные принтеры и т.п. Кроме того, необходимо учитывать и коэффициент одновременности, который показывает процент одновременной работы оборудования.

Основная мощность (Prime Rating Power) - это максимальная мощность, которую ДГУ может развивать при непрерывной работе на переменной нагрузке неограниченное время. Средняя величина нагрузки в 24-часо-вый период составляет 70%, если иное не оговорено производителем. Перегрузка в течение 1 часа на 12 часов работы не оговаривается ISO, но допускается. Минимальная величина нагрузки ДГУ составляет 25% от мощности PRP.

То есть если вы предполагаете, что ваша генераторная установка будет работать как основной источник электроэнергии, то вам необходимо ориентироваться именно на эту мощность. Если величина PRP не указывается, то данная генераторная установка может работать только как резервный источник электроснабжения.

Вспомогательная и резервная мощность (Emergency Standby Power) - это максимальная , которую ДГУ может развивать при работе на переменной нагрузке во время возможного перебоя в электросети, которую ДГУ резервирует, при годовом времени наработки не более 500 часов. Средняя мощность в течение 24-часового периода 70%, если иное не заявлено производителем. Перегрузка не допускается.

Минимальная величина нагрузки ДГУ не регламентируется, но составляет 25% от мощности PRP.

То есть эта та мощность, которую генераторная установка может развивать кратковременно, в качестве резервного источника питания. Мощность ESP всегда больше мощности PRP, так как это мощность, которую развивает генераторная установка на непродолжительное время (не более 500 часов в год), но при этом перегрузки не допускаются.

Таким образом, расчет потребляемой мощности является не такой простой, как это выглядит на первый взгляд, задачей. И мы рекомендуем для корректной и правильной оценки потребляемой мощности и безошибочного подбора оборудования обращаться к специалистам.

Следующим важным компонентом условия этой задачи является время автономной работы , то есть время, которое будет работать ваш источник автономного питания, пока не восстановится и не войдет в допустимые пределы напряжение основной электросети.

Для определения этого параметра вам необходимо проанализировать, как часто и насколько по времени происходят отключения электроэнергии и, исходя из этого, определиться со временем автономной работы необходимым для вас.

Объясню, почему это важно. При кратковременных пропаданиях напряжения с небольшой периодичностью одним из вариантов решения проблемы автономного электроснабжения является установка источника бесперебойного питания, который в режиме автономной работы использует электроэнергию аккумуляторных батарей, количество которых можно увеличивать в зависимости от необходимого времени автономной работы (до нескольких десятков минут). При более длительных и частых отключениях вариантом решения этой же проблемы является установка генераторной установки, для которой также необходимо предусмотреть достаточный запас топлива в зависимости от необходимого времени автономной работы.

И еще один момент необходимо учесть при постановке условий этой задачи - это наличие оборудования, критичного к различного рода скачкам, импульсам, пропаданиям напряжения и отклонениям частоты основной электросети. Это электронные блоки управления оборудованием (например, котлом системы отопления), компьютеры, контроллеры охранной и пожарной сигнализации, плазменные панели и т.п. То есть оборудование, которое требует именно качественного электроснабжения, иначе оно может некорректно работать или просто выйти из строя.

Теперь, когда условия задачи известны, можно приступать к ее решению. Существует несколько вариантов технических решений.

ИБП по принципу работы можно разделить на две группы это: Off Line и On Line. Off Line (Stand-By) тип ИБП, допускающих перерыв питания нагрузки во время переключения со входной сети на инвертор (transfer time, или время переключения). On Line тип ИБП, который обеспечивает непрерывное и фильтрованное питание нагрузки. По определению, on-line ИБП имеют нулевое время переключения; нагрузка никогда не видит прерывания питания.

Как правило, для использования в качестве резервного источника питания для загородных домов используются однофазные ИБП мощностью от 4 до 10 кВА класса On Line.

По сравнению с резервными генераторными установками ИБП имеют ряд неоспоримых преимуществ

• значительно более высокий коэффициент надежности;
• большое время наработки на отказ;
• высокое качество электроэнергии на выходе;
• отсутствие необходимости в периодическом обслуживании и замене расходных материалов;
• бесшумность работы;
• простота подключения и монтажа.

Однако чтобы обеспечить относительно большое время автономии (от нескольких десятков минут до нескольких часов), ИБП должен комплектоваться достаточным количеством аккумуляторных батарей (далее АКБ) определенной емкости, что чаще всего будет ограничиваться техническими возможностями ИБП, а именно возможностями зарядного устройства АКБ. Кроме того, время автономной работы будет зависеть еще от нескольких параметров: степени загруженности ИБП, эффективности конкретного инвертора, температуры окружающей среды, состояния и степени износа АКБ.

Конечно же, есть возможность создания мощной системы бесперебойного питания с большим временем автономии. Но при этом возникает вопрос экономической обоснованности такого решения, а это немаловажный фактор в процессе выбора автономного источника питания.

В настоящее время на российском рынке существует очень много различного рода генераторных установок, широкий спектр мощностей множества производителей, различные варианты исполнения которых заставят задуматься даже искушенного покупателя.

Ниже мы приведем классификацию по основным признакам конструкции генераторных установок. И приведем краткие пояснения, так сказать, на бытовом уровне по каждому из пунктов классификации.

По виду исполнения

• портативные - бытовые, полупрофессиональные и профессиональные бензиновые или дизельные генераторные установки мощностью до 12 кВА, могут использоваться в качестве резервных источников питания; для питания потребителей со средней и большой интенсивностью; для осуществления индивидуальной деятельности. Имеют воздушную систему охлаждения, могут быть с верхним или нижним расположением клапанов системы газораспределения, надежны, удобны и неприхотливы в эксплуатации.
• стационарные - профессиональные дизельные электростанции мощностью от 10 до 2500 кВА, используются в качестве основных и резервных источников электропитания. Имеют жидкостную систему охлаждения, как правило, с верхним расположением клапанов системы газораспределения, отличные ресурсные показатели, низкие эксплуатационные затраты. Требуют профессионального монтажа.

По способу охлаждения

• с воздушным охлаждением - генераторные установки, которые охлаждаются окружающим воздухом.
• с водяным охлаждением - генераторные установки, которые охлаждаются жидкостью (как правило, гликолевые смеси с водой).

По используемому топливу

• бензиновые - генераторные установки, в которых в качестве топлива используется бензин.
• дизельные - генераторные установки, в которых в качестве топлива используется дизельное топливо.

По частоте вращения коленчатого вала двигателя

• 3000 об/мин - двигатели, работающие на такой частоте, дешевле и меньше, но гораздо более шумные, с более высоким расходом топлива и масла и имеют меньший ресурс;
• 1500 об/мин - эти двигатели более тихие, с меньшим расходом и более высоким ресурсом. Могут использоваться в качестве основного источника питания.

По виду генератора переменного тока

• с синхронным генератором, имеют более высокое качество электроэнергии, способны переносить кратковременные перегрузки;
• с асинхронным генератором, конструктивно проще и дешевле. Однако имеют достаточно низкое качество электроэнергии на выходе, не способны к перегрузкам.

По количеству фаз

• однофазные (220 В 50 Гц), от такой генераторной установки могут быть запитаны только однофазные потребители;
• трехфазные (380 В, 220 В 50 Гц) от такой генераторной установки могут быть запитаны как трехфазные потребители, так и однофазные. Однако нужно иметь в виду, что мощность одной фазы трехфазной станции в 3 раза меньше общей мощности установки. Также необходимо обеспечить равномерность загрузки фаз во избежание так называемого «перекоса» фаз, который плохо сказывается на состоянии генераторной установки.

По расположению клапанов системы газораспределения

• с нижним расположением клапанов;
• с верхним расположением клапанов.

По способу запуска

• ручной - используется только для небольших портативных станций, запуск происходит с помощью шнура посредством раскручивания коленвала двигателя до нужной для запуска частоты;
• электростартерный - используется для всех установок, запуск происходит с помощью электростартера посредством поворота ключа зажигания;
• автоматический - используется для установок, в которых реализована функция автоматического запуска. Требует наличия дополнительного оборудования. Не обязательно присутствие человека при запуске и принятии нагрузки.

Теперь рассмотрим основные виды генераторных установок в комплексе.

Генераторные установки с 2- или 4-тактным бензиновым двигателем

• 2-тактные двигатели, как правило, ставятся только на самые маломощные и компактные генераторные установки (наработка на отказ не более 500 часов);
• 4-тактные бензиновые двигатели ставятся на более серьезные станции, но не более 15 кВА (мощнее бензиновых двигателей нет). Наработка на отказ от 1000 до 4000 часов. Основные производители - американская компания Briggs&Stratton; и японская Honda.

Генераторные установки с 4-тактным дизельным двигателем.

Дизельные генераторы с воздушным охлаждением занимают промежуточное положение между бензиновыми двигателями и дизельными с жидкостным охлаждением. Дизельные генераторные установки с воздушным охлаждением до 6 кВА мало чем отличаются от своих бензиновых собратьев, хотя они обладают большим ресурсом и более надежны. Наработка на отказ более 4000 часов. Основной производитель - японская компания Yanmar.

Более мощные дизельные двигатели с воздушным охлаждением до 20 кВА капризны к качеству топлива, достаточно шумные и громоздкие. Так что в этом случае лучше искать альтернативу среди дизельных двигателей с жидкостным охлаждением. Основной производитель немецкая фирма Hatz.

Дизельные двигатели с жидкостным охлаждением наиболее надежны и долговечны. Наработка на отказ до 20 000 часов. Они относятся к установкам промышленного класса.

Самые приемлемые с точки зрения оснащенности различными опциями. Основные производители от 6 до 20 кВА:

1. Mitsubishi, от 20 до 275 - John Deere, от 200 до 500 кВА
2. Volvo и Perkins, более 500 кВА - MTU.

Теперь подведем итог этому варианту решения. При частых и длительных отключениях электроэнергии или при отсутствии внешней сети выбор очевиден. Однако если вернуться к третьему условию задачи про критичных к пропаданиям и качеству электроэнергии потребителей, мы видим, что этот вариант решения малоприемлем, так как с момента пропадания напряжения до момента его восстановления посредством генераторной установки происходит перерыв в электроснабжении и генераторная установка не защищает от различного рода искажений входной сети.

Чтобы обеспечить критичных к качеству электроэнергии потребителей бесперебойным питанием и в тоже время иметь достаточно большое время автономии, мы рекомендуем использовать совместную работу ИБП и ГУ. В момент пропадания напряжения основной электросети ИБП питает энергией АКБ наиболее ответственных потребителей. Остальные потребители остаются обесточенными до момента запуска генераторной установки. После запуска ГУ ИБП переходит в нормальный режим работы и заряжает АКБ. Это наиболее приемлемый вариант с точки зрения надежности.

Однако при совместной работе ИБП и ГУ необходимо иметь в виду, что при расчете мощности ГУ мощность ИБП, рассчитанную ранее, нужно суммировать с мощностями остальных потребителей электроэнергии, принимая во внимание коэффициент запаса (1,3-2 в зависимости от того, какой выпрямитель у ИБП и есть ли THD-фильтры), учитывающий гармонические искажения самого ИБП. Итак, как мы видим, решение проблемы резервного электроснабжения - достаточно сложная и многогранная задача, требующая серьезной проработки. При этом учитывается множество факторов, касаемых как самой нагрузки, так и оборудования. Мы рекомендуем при решении задач такого рода во избежание совершения ошибок и для экономии вашего времени консультироваться со специалистами.

Толстые или тонкие?

Многие Хроны берут в поход устройства, требующие автономного питания – GPS , КПК, рации, фотоаппараты, плееры. Но как «пропитать» свое устройство, если у него аккумулятор, а не батарейки?

помнят, что живет в Москве умелец, который за небольшую плату делает зарядное устройство, позволяющее от двух батареек по полтора вольта получать 5-6 вольт (в моем случае было необходимо 5,2) и 300-400 mA . Немного развернем эту тему.

Напомню, два «пальчика» АА дают 100% зарядку аккумлятора КПК Sony Clie UX -50 примерно за 5 часов. В походе этого лета я четырежды подзаряжала наладонник, используя его для р навигации, чтения отчетов и набивки дневника. Использование КПК в домашних условиях отличается от походных. В дождь и холод неоднократное пользование девайса может «посадить» литий в три раза быстрее ожидаемого.

Подзарядка Сони осуществлялась ночью, чтобы к утру прибор был готов. Постоянное вытаскивание из тщательно упакованной гермы где-нибудь со дна лодки пары новых батареек, вопросы утилизации старых и подготовка устройства к работе несколько меня притомили, и я решила потестить заряд от толстых «батарей» (тип D ), благо «гнездо» для них было выдано мне в нагрузку.

Итак, куплена пара жирных «Енергайзеров», и успешно проведен тест. «Толстые» по всем параметрам побили формат АА. Правда, отмечу, что заряд производился в помещении при температуре 23 градуса.

Быстрое «сжигание» заряда обеспечивалось непрерывным просмотром видео с Memory Stick . После 1 часа 20 минут КПК начинал злобно ругаться, что у него осталось 11-12% и пора бы уже… «Пустым» же у Сони считается аккумулятор, заряженный на 8-9%. Я «доводила» его до этого состояния просмотром слайдшоу.

Двух «толстых» хватило на 7 зарядов КПК. Первые три цикла заняли 3,5 часа, следующие три от 5 до 10 часов. Последний (седьмой) заряд допинал аккумулятор до 60%.

Окончание заряда хорошо видно по состоянию диода на устройстве зарядки – оно становится ярче, когда коробчонка лишается потребительской нагрузки. Теперь быстренько подсчитаем: две не самые крутые батарейки D стоят 100-120 руб, 14 «пальчиков» - 280 руб. Питаться от «толстых» мало того, что выгоднее, так еще и удобнее – такое устройство можно еще дома закатать изолентой в относительно герметичный куб вместе с кредлом для КПК, и в нужный момент просто вставлять туда наладонник, не заморачиваясь сменой батареек и утилизацией, подключением проводов и т.п. Если подзаряжать таким образом КПК раз в два дня, то их однозначно должно хватить на двухнедельный поход.

Итого: примитивное на вид, но отлично работающее с ион-литием устройство. Связаться с разработчиком и заказать нужную вам версию можно здесь http://starostin.palmclub.ru/ Стоило оно в 2004 году 350 рэ.Но хочу сразу предупредить, что Дмитрий не горит желанием особо модернизировать свою продукцию под все желания заказчика; а желаний много, посему поищем еще…

«Вампирчик» - за и против

В Москве есть неофициальная контора в лице одного энтузиаста (назовем ее «Вампирчик-Сан», далее «В-С»), которая предлагает несколько более модифицированное устройство. Большой спектр выходных напряжений (от 5 до 14 вольт), плавная регулировка напряжения (напомню, что в предыдущем устройстве есть только «ручной» переключатель 5/5,5/6 вольт), стабилизированный ток и нпряжение, универсальные клеммы, два диода состояния источников, один - зарядки. Стоимость – 600 рэ.

Зарядники: от Старостина и «Вампирчик-1»

Я хотела прикинуть, сможет ли работать от этого преобразователя напряжения радиостанция, потребляющая 10-12 вольт, ведь ей необходимо от 550 до 1000 мА в случае внешнего питания, для работы с портативной или базовой антеннами. «В-С» по моей просьбе соc тавил таблицу зависимостей тока от входного и выходного напряжений «Вампирчика», при входном токе ~2.5 ампер.

Хочу обратить ваше внимание, что это максимальные токи ; рабочие, как правило, меньше. С входным напряжением тоже не все просто. Например, если засунуть в гнездо «Вампирчика» две батарейки «АА», то это не значит, что под рабочей нагрузкой будет 3 вольта. Практически, напряжение на источниках питания «просядет» до ~2,5 вольта. А это значит, что при 10, к примеру, выходных вольтах, мы не получим вожделенные 1100 мА, и даже 900! В результате видно, что от двух батареек невозможно питать, к примеру, «Беркут» (такой опыт, кстати, произвелся и подтвердил теорию… J ). От двух батареек не сработает так же ни одна забугорная Си-Би рация, у которой потребление в режиме передачи даже выше, чем у наших «птичек».

Зато «АА»-тандем легко может питать мелкие рации 433 диапазона – типа Vector VT -43. Просто им это не нужно, наверное, небольшое количество батареек проще засунуть прямо в рацию. Но все-таки наглядно видно, что «вампирчик» может работать с широким спектром мелких устройств.

Мини-тесты, проведенные в квартирных условиях, показали, что рации «Беркут», рассчитанные на внешнее питание, _принципиально_ работают от «вампира» и двух батареек в нем. Более того, при этом от преобразователя напряжения не было никаких радиопомех, даже на расстоянии 50 см. В отзывах на форуме «В-С» прошла информация, что при работе преобразователя на рацию идут помехи; «...сильные радиопомехи от работающего "вампирчика". Подзаряжать аккумулятор и одновременно работать с рацией невозможно. Помеха мешает даже на расстоянии 20 метров от преобразователя…» Правда, какая модель использовалась, уточнить не удалось. Не знаю, может, дело в рациях. Были предприняты всяческие попытки услышать такую помеху, но безрезультатно. Были протестированны обе версии «вампирчиков»:

Вампирчик-1 в сравнении с рациями «Беркут»

Из радиостанций «принципиальный» тест прошли:

Рация Б601м2. Работает с прерыванием сигнала раз в секунду. В теории, данная модель не рассчитана на работу с внешним питанием, но проверить все равно было интересно

Рация Б601м2Т (новая модель). Работает от внешнего источника нормально, выставляла 10 вольт.

Рации Б803 и Б803А. Работают без проблем от 11-12-13 вольт, громо, четко, без помех. Хотя раняя модель Б803А не рассчитана на внешнее питание! (однако все поздние, по словам производителя, будут работать - с весны 2006 года)

Это все здорово, однако тестовое расстояние = 10 метров… Возможность заставить работать на полную катушку «Беркут» будет, начиная от 4,5-5 входных реальных вольт (например, 4 батарейки «АА»). Но, во-первых, для них надо еще одно специальное гнездо, а во-вторых, где четыре, там и пять… а пять батареек уже можно засунуть напрямую в Б601. Немного некузявый расклад.

В общем, вопрос необходимости связки «батарйеки – вампирчик - радиостанция» весьма шаткий. А вот попробовать запитать свой КПК от «вампирчика» - это реально полезное дело!

Зарядка КПК от «Вампирчика»

с Вампирчиком-1 с Вампирчиком-2

Для тестов пришлось сделать переходник «КПК- крокодилы», а на «Вампире» уже есть штатный провод с «крокодилами». Итого соединений минимально, и без сложностей.

Надо сказать, что я провела много опытов по зарядке компьютера – в тестах участвовали первая версия «Вампирчика», две вторые, и моя многострадальная «Соня» . Вторая версия более компактна и имеет некоторые навороты. Чтобы не утомлять читателя результатами бескончных тестов и бурной переписки с «В-С», ограничусь конечным результатом.

Итак, «вампирчик» заряжает литиевый аккумулятор 1 час. Меня это насторожило, но меня убедили, что я дура, не понимающая своего счастья, или у меня аккумулятор кривой. Однако против фактов не попрешь: больше 90% от свежайших батареек зарядить КПК мне не удалось ни разу. Мало того – тестовый видео ролик после зарядки «Вампирчиком» играет только 35 мин! Вместо положенных 80-и. Это означает, что реально «Вампирчик» за полный цикл заряжает Соню не более чем на 43%. Хотя вроде на вид все в порядке: ток стабилизированный, под нагрузкой – 300 мА, напряжение 5 в, на КПК высвечиваются признаки зарядки… И после часа батарейки высасываются напрочь.

Напомню, что штатная зарядка от сети 3,5-4 часа, при этом КПК заряжается на 100%; аналогичная ситуация с устройством Дмитрия Старостина, у него все «ок». Итак, вывод: «вампирчик» в его нынешнм виде – интересное устройство, но для зарядки литиевых аккумуляторов я рекомендовать его не могу.

Я рассказала Николаю о проведенных тестах. Однако даже «недозарядка» не поколебала уверенности «В-С» в своей правоте. Загадочная фраза «…значит, дело в напряжении…» меня несколько озадачила. При чем здесь напряжение? Все померяно. Сетевой зарядник подает на КПК 5.33 вольта, Старостин - 5, «Вампир» - 5. Изменения напряжения на последнем не меняет ситуации нисколько.

…Зато от двух «АА» честно заиграл мой древний магнитофон, который рассчитан на пять толстых батарей. Напряжение было выставлено 7,5 в… J

Тем не менее, я думаю, что любителем «штучек» будет полезно узнать планы

«В-С», тем более, что в этих планах очень интересные устройства намечаются:

1 - В ближайшее время будет буфер для солнечных батарей. Он делает следующее. Из произвольного напряжения на входе от 4 до 15В делает около ~5.5В стабильного. При этом внутри него есть акк., которые заряжаются и если мощности входа не хватает, то энергия уже берется из них. Т.е. можно работать и без солнца от акк. или батареек. Если же солнца достаточно, то питать можно только от него. Все переключения в нем автоматические. При этом КПД всех преобразований около 80% т.е. выше, чем сейчас на 5В. Может раьотать только как стабилизатор.

Т.е. совмещение зарядника на 2АА, вампирчика и ПОНИЖАЮЩЕГО импульсного стабилизатора. Размеры, 68х47х18мм, вес около 50г без акк.

На момент опубликования статьи буфер уже появился, http://www.vampirchik-sun.nm.ru/buf1.htm (я, кстати, собираюсь его приобрести)

2 –«Вампирчик» такого же исполнения, что у меня, но с мелкими улучшениями (нет мигания диодов, предупреждение, что на выходе больше 6В, несгораемость до входных напряжений до 15(20?)В., лучше работает при малых напряжениях, по сравнению с существующим).

3 - Совмещение нормального зарядника (никеля и м.б. 3.6В лития) и «вампирчика».

4 - Версия максимум. Из 2...20В (т.е. из чего ни попадя: от солнечных батарей, до почти любых адаптеров) делать 4...15В выхода (стабилизированного, естественно), со встроенным буфером-зарядником. Цифровая регулировка ТОКА и напряжения. Автоматическая зарядка аккумуляторов ЛЮБЫХ типов (литий, никель, свинец).

Цифровой процессор внутри, посему не только цифровая индикация всего и вся, но и матюки, и советы пользователю нормальным русским языком (пока письменно, а не вслух, хотя оралка, скорее всего, тоже будет).

Пользователь может настроить почти все параметры под себя.Вес 100-150г. Цена возможна 50..70 долл. Все зависит от возможностей. Сначала могут появятся более простые и дешевые версии.

5 - Планируется выпуск систем для питания ноутбуков от солнечных батарей. Они практически уже могут быть собраны хоть сейчас, поскольку все узлы есть.

Напоминаю, что изначально «Вампирчик» создан для работы с солнечными батареями, которые так же выпускаютя «В-С».

Обращаемся к солнцу…?

Больше на современном рынке автономных приличных зарядных устройств я не обнаружила. Может, они и есть, но совсем уж не на слуху, или для наших целей походных не особо подходят (так как питаются от «борта»). Как, например, навороченный Vegavolt , http://www.vegavolt.ru/product/ , который обещает сам определить, сколько тока и напряжения кушает ваш прибор, и выдать ему нужную порцию. Но я традиционно опасаюсь слишком умных девайсов…J Есть еще ряд «бортовых» адаптеров, но они нам не подходят тоже.

Итак, что еще нам остается? Попробуем солнце…?

…К чести Николая, это достаточно полный обзор солнечных батарей на рынке (правда, без Q -Mac , а зря..), и я советую его прочитать, однако выводы по каждой батарее не могут быть объективными по той простой причине, что изготовитель «вампирчика» сам их производит. Посему почти все батареи в обзоре кишат недостатками, а вполне достойные конкурены описаны скупо, и первый вывод, который делает неискушенный читатель - батареи «В-С» вне конкуренции.

Ознакомившись с солидным списком, я выделила среди них девайсы меньше кило весом и имеющие не менее 4 ватт выходной мощности и 4,5 вольт напряжения, потому что иные варианты нашему делу не подходят.

В итоге показались симпатичны:

1. Brunton Solarpoint 4.4. Основые характеристики описаны в статье. Могу только добавить, что при 7 V она дает порядка 550 mA . Это неплохо. Все в ней классно, однако хрен купишь. Редкая птица по заказу из-за бугра.
2. Sun Carcher Sport. То же самое – проблемы с доставкой и нехилая, прямо скажем. цена при отсутствии на русских сайтах подробных техданных. Дорогой и многообещающий кот в мешке.
3. iSun Sport . Прямо слюнки потекли – такой, понимаешь, турвариант – везде расписанный в новостишках, но нигде не продается. Эх…
4. Coleman Exponent Flex 5. См. пункт 3. Увы и ах… Указанный в статье сайт, торгующий данным чудом, в Инете давно отсутствует.
5. Solar Note . Цена кусачая… Нетрадиционная для российского призводителя (150 уе). Неудивительно, что «В-С» в описании Солара поставил конкуренту только выходной вольт (14) и цену J
6. SCD -3. Эта модель больше всех понравилась, честно говоря. Я начала искать место ее продажи и наткнулась на любопытный текст тестирования данного девайса в походе. Даже в яркий солнечный день больше 200 mA при 6 вольтах фигушка эта, оказыцца, не выдает. Даже для «зарядки» пальцев АА это слабо. А про рации же можно сразу забыть.
7. Солнечные батареи от «В-С» - на 10 ватт. Вполне приемлимы по цене и работают с приобретаемым отдельно преобразователем напряжения «Вампирчик». На 10-и ваттное устройство я тоже наложила глаз, при том, что стоит такая батарея всего 87 уе.

Итак, я всурьёз решила обзавестись солнечной батареей. Но явно не заморской по заказу. Потому что если она не ответит моим требованиям в реале – на помойку или на стенку в качестве сюра J

Следущий шаг вверг в раздумья: что лучше – купить самую мощную батарею для зарядки ноутбуков, типа Solar Note , и понижать ее напряжение для моих штучек с помощью с помощью умного преобразователя, который еще только в планах у «В-С», или универсального адаптера типа Vanson CA -800A http:// www. sbat. ru/ opisanie. php? cd=2955 Он заточен под автоприкуриватель, но, имея руки, можно попытаться приткнуть его и к 12-вольтовой батарее. Тогда на выходе мы будем иметь стандартную «разметку» - стабилизированные 1,5/3/4,5/6/7,5/9/12 вольт, и неплохие 800 мА. Правда, непонятно, как получить 5 вольт для КПК. И я не уверена, что там будет столько тока, сколько указано. Все эти устройства надо проверять на практике, а цифирки на бумаге – только смелые предположения разработчиков...

…Или проще приобрести слабую солнечную батарею, выдающую не более 4,5-5 вольт, а с помощью преобразователя «вампирчик» получать требуемые 7, 9, 12 v и т.п.?

Правда, законы физики учат, что из г… нельзя получить конфетку…. J либо можно, но с чудовищными потерями энергии. Как поступить?...

…Недолгая, но плодотворная переписка с разными производителями, а так ж более внимательное знакомство с девайсами по Интернету подтолкнули мое решение ближе к батарее Solar Note от «ДЦА». Казалось, было бы разумнее сразу купить у «В-С» за ~109 уе готовое решение «батарея 10 ватт – преобразователь напряжения» (87 $ + 22 $), однако ряд параметров солнечной батареи этой фирмы мне не понравился. Во-первых, производитель честно указывает, что пластины хрупковаты и боятся воды: «сырость для устройства крайне нежелательна… во время дождя уберите ее куда-нибудь под навес…», «оберегать на морозе от ударов и механических перегрузок» «Оберегайте СБ от ударов…»

Кроме того, нижняя температурная граница у «В-С» указана как -10, а у «ДЦА» как – 40. У батареи «В-С», конечно, большой ток =2,5 А,новыходное напряжение под нагрузкой - всего 4 вольта. И куда ее с таким напряжением? Получается, что без «вампирчика», изменяющего параметры, СБ сама по себе ценности не имеет. И если с преобразователем в походе что-то случится – деньги за СБ выброшены на ветер…?

Короче, отложив в уме конкурентов, я списалась с производителем Solar Note . Несмотря на немаленькую цену устройства, считаю плюсом, что батарея русская - всегда можно быстро заменить брак, посоветовать идею или заказать нужный вариант.

Соединения пластин Solar Note залиты толстым полимером, поэтому устойчивы к физическим стрессам. Неплохой экстремальный вариант, учитывая, что«…мы применяем ударопрочный пластик, и наши батареи можно бросать с высоты на камни и держать в воде. Испытания, проведенные … в Перу… показали пригодность использования в полевых условиях, в том числе… для военных целей.» «…одна из версий сейчас проходит испытание для морского всплывающего буя на Дальнем Востоке…»

Ну чем не батарея водника!... J Теперь видно, что главная засада, отпугивающая туриста – хлипкость солнечных батарей – преодолена. В общем, фирма «ДЦА», на мой неискушенный взгляд, подошла к делу на более профессиональном уровне.

Механическая прочность и водостойкость – это то, что доктор у прописал. Однако снова замаячил вопрос – получается, надо все-таки искать преобразователь с понижением?... Куда же я суну эти 12 вольт?.... И «вампирчики», и устройство Старостина – они уже по сути не годятся, ибо способны только повышать от малого.

…Замученная мыслями о непостоянстве тока, и жизни вообще, пригорюнилась я, но ненадолго.

Мне был предложен интересный вариант решения проблемы - батарея-конструктор без электронных устройств преобразования, в зависимости от состыковки пластин выдающая разные группы токов и напряжений. В данном случае речь пойдет о шести пластинах, каждая размером 13,5х14,5 см, толщиной 5 мм (толстый пластик). Конечно, не на все случаи жизни, но есть вполне интересные комбинации. Кроме того, в пластины можно вживлять стабилитроны – такие крохотные штучки, стабилизирующие выходной ток.

Я попробовала свести все возможные комбинации в теоретическую таблицу (значения в ячейках – количество необходимых пластин; их может быть любое количество, в зависимости от поставленных задач и денег клиента):

В реале, конечно, показатели могут быть меньше (зависит от солнца). Красным выделены интересующие меня «перекрестья», которые я бы использовала для своих нужд… Самая нижняя красная «цифра» - последовательно соединенные 6 пластин - это фактически аналог батареи «В-С» (то-есть батарея X -treme включает в себя «В-С», как часть)

В общем, заявленные характеристики пластин Солар Нот заставили меня рискнуть, и я заказала опытный образец, назвав его «Solar Note Extreme » (далее X -tream ).

Как видите, отсутствие толковых сведений в статье сработало наоборот - именно минимум информации заставил меня нарыть ее побольше, и я осталась довольна «соперником» больше, пока хотя бы теоретически. Ударопрочность X -tream производитель предложил мне проверить самой, правда, стучать молотком по панели и кидать из окна жаль, а вот опустить батарею в тазик с водой можно без проблем, учитывая, однако, что 5 см воды поглотят при этом 15-20% солнечного света… J

Батарея Solar Note X - treme (опытный образец для туристов)

«Конструктор» в развернутом и сложенном виде

Итак, я держу в руках шесть пластин.

Макс. напряжение холостого хода - 5,8 в

Ток короткого замыкания - 0,35-0,42 А

Напряжние максимального тока – 4,8-5 в

Ток максимальной мощности – 0,32–0,4 А

Минусы:

1. Автомобильные разъемы «мама-папа». Расчленяются с трудом, под угрозой срыва напайки. На будущее хотелось бы более вменяемые в эксплуатации разъемы – «тюльпаны» или маленькие «крокодильчики».
2. Совершенно голые провода от пластин не порадовали. По ним, вообще-то, идет ток. А проводов много, и они путаются друг с другом. Я не раз помянула мать, вручную изолируя 12 проводов. Хорошо бы кембрики надевать.
3. Необходимость перетыкивать разъемы для каждой задачи
4. Хочется подложку для пластин, чтобы все они были в одинаковой плоскости. А провода убрать за подложку

По функ. недостаткам производитель обещал поработать, так что будем считать, что в следующем экземпляре их уже не будет,

Плюсы:

1.Возможность всячески конфигурировать ток и напряжение. Просто праздник! Настоящий конструктор.

2.Возможность брать в поход только нужное количество пластин, а не тащить весь конструктор, который весит ~800 гр (6 пластин).

3.Компактность конструктора – вся батарея собирается в площадь, равной площади одной пластины. СБ не заломается в рюкзаке, герме.

4.отсутствие доп. электроники (в виде преобразователя напряжения) – нечему мерзнуть, мокнуть, засоряться и ломаться, что немаловажно в экстремальных условия

5.отсутствие возможных помех на рацию от преобразователей

6.к батарее можно при необходимости (все-таки!) подключать буферный аккумулятор, а так же преобразователи, работающие как на понижение вольт, так и на повышение. В итоге мы получаем действительно универсальное решение

7.Конструктор можно продавать «по-пластинно». Так все пластины одинаковы, клиент просто покупает нужное их количество, а при необходимости может докупить. Например, если я хочу только подзаряжать свой КПК, мне достаточно всего 1 или 2 пластин, а не 6. Цена и объем уменьшаются соответственно.

Примеры соединения пластин X - treme

Каждая пластина имеет «+» и «-» с определенными клеммами на проводах, которые невозможно перепутать. Кроме того, конструктор имеет специальные переходники для группового параллельного соединения. При последовательном соединении мы получаем увеличение напряжения, при параллельном – тока:

Рис. 1 Три элемента соединены последовательно (плюс одного с минусом другого и т.д.) на крайних выводах получаем 15 В, ток 0.35 А.

Рис. 2 Два элемента соединены параллельно (плюс одного с плюсом другого, минус первого с минусом второго) на выводах получаем 5 В, ток 0.7 А.

Рис. 3 Два элемента соединены последовательно (плюс первого с минусом второго) на крайних выводах получаем 10 В, ток 0.35 А

Рис. 4 Три элемента соединены параллельно (все плюсы вместе, все минусы вместе) получаем 5 В, ток 1.05 А

Выходной ток батареи ограничивается фотоэлементом с минимальной освещенностью, поэтому все их надо располагать в одной плоскости относительно солнца. При отсутствии фиксации сложно все элементы конструктора ставить в одинаковое положение… Поэтому их надо все фиксировать - я использовала старую папку, куда за уголки вставила пластины. Безусловно, фиксация пластин была бы уже обеспечена производителем. Удобнее пластины вытянуть в ряд на подложке из кордуры, к которой их можно приклеить, а провода убрать заподлицо, чтобы не мешали. Но для теста сошел и «грубый» вариант на скорую руку:

А хотелось бы что-то вроде этого, только покомпактней, и без жесткого чехла:

В общем, батарея многообещающая, осталось дождаться солнца. Я в предвкушении! Хотя убогая идеология зарядного устройства с СБ, как приговор, уже сформулированна производителем «Вампирчика»: «От солнца заряжают обычно только аккумуляторы АА, а потом уже в удобное время с помощью Вампирчика "перебрасывают" заряд в КПК, телефоны и т.д. »

Это правда. Однако, неужели солнечные батареи годятся только для зарядки мелочей?!… Ведь проще брать запасные батарейки и «вампирчик». Тогда зачем СБ? Хочется же напрямую с ней поработать!…

Работа с рацией

Март. Тест 1. Солнце 40 градусов над горизонтом. Печалюсь: во время дальнего теста антенны «СТЕРХ» рация, которая была взята для работы с солнцем, в самый нужный момент дала дуба от многочисленных экспериментов**, а ток перед сеансом связи под нагрузкой был отличный - до 1100 мА! Батарея могёт! Но увы... Однако, проверить принципиальную работу радиостанции от солнца было необходимо перед опубликованием статьи. Так что пришлось дождаться очередного солнца и отбежать на километр от дома с Б601м2Т и СБ. Корреспондент стоял с Б803А в здании у окна.

При перпендикулярном положении к солнцу (просто повесила папку с пластинами на плечо) корреспондент меня отлично слышал – сигнал уверенный, сильный. Я же хорошо слышала корреспондента практически при любом положении пластин – даже лежащими на снегу. Это потому, что Б601м2Т при приеме потребляет мизерное количество тока.

При разговоре слышались помехи в виде треска. Три вероятных причины: недостаток освещенности, местные помехи, помехи у корреспондента, стоящего в кухне, где работал электроприбор (холодильник).

Однако принципиальный вопрос – можно ли разговаривать по рации от СБ напрямую, без буферных аккумуляторов? - решился. Это самый тяжелый тест для СБ, что ни говори. Если она смогла осилить это, то остальное уже фигня… J

У меня не было с собой тестера, но, видимо, ток был не меньше 500-550 мА, а вольтаж 11 с хвостом (под нагрузкой он просаживается до 9,6 вольт, чего вполне хватает для работы рации типа Б601, а может даже и Б803…)

Схема, по которой соединялись пластины:

Эта схема расчитана на 10 вольт и 1 ампер. В реале на тестах схема дает напряжение больше 11 вольт и около 1000 мА при солнце 40 градусов над горизонтом. Учитывая, что солнце достаточно низкое и весеннее, но все получилось – схема правильная.

Более подробные тесты (на дальнось, мощность подсоединенной антенны и т.п.) я проведу позже.

Остается добавить, что тест проводился с пораженными «коррозией» пластинами (см ниже). И, тем не менее, это не особо повлияло на результат.

В тесте участовала бессменная «Правда» и я. Обе антенны – СТЕРХ (фактически, проверена работа с базовой антенной от солнца на дальнее расстояние, 20 км) . Ветер сильнейший – моя антенна гнулась в дугу, тучи несутся плотно. Солнце мелькнуло всего 3 раза по 5 сек(!!!) Противовесы воткнуты в полуметровый снег, в наст, я даже протаптывать не стала канавки. Батарея вертелась между ног постоянно на веревке, в неудобном довольно положении, и чудес от нее я не ждала. Однако все три раза, когда появлялось солнце, ребята меня слышали на 4,4 в среднем. Не Бог весть что, но исключительно из-за сильных районных помех. К тому же солнце настолько быстро показывало и прятало свой лик, что вообще удивительно, как они меня успели услышать.
Я ребят слышала всегда, даже без солнца, батарея была повернута мордой условно к нему. Заключительный тест «рация–СБ» будет проведен при абсолютно солнечном дне, с тестером, однако уже и так ясно, что фишка работает.

Подзарядка КПК от двух пластин, с подключением «Вампирчика»

Зима. 40 градусов над горизонтом, тусклое солнце. Время 13.30.

Отдельно напряжение у каждой пластины, лежащей горизонтально = 4,95-5 вольт.

Ток в горизонатальном положении от одной пластины - 0.01 -0.03 А

Ток перпендикулярно солнцу от одной пластины - 0,21

Подсоединила параллельно обе пластины к КПК. Напряжение получилось 4,65 суммарное (с нагрузкой!) Ток - 0,03 А при горизонтальном положении, и 0,30-0,31 А навстречу солнцу (в 10 раз больше!!!)

Зарядка идет, прикольно. При повышении мощности (совсем перпендикулярно) КПК начинает злобно пощелкивать - ему, видимо, что-то не нравится. А что ж он токи не дозирует сам? Может быть, не умеет. Или напряжение больше нужного. Значит, надо быть осторожнее, чтобы не спалить аккумулятор! В общем, жаль, что нет у этой СБ стабилитрона, ну ладно...

Зато стало совершенно ясно - пластины должны быть лицом к солнцу. Это только кажется, что они освещены, пока лежат горизонтально. При снижении угла плоскости пластин относительно солнца мощность их резко снижается. Пока сама не попробуешь и не измеришь - не поверишь! :)

При подключении в цепочку «Вампирчика» зарядка, конечно же, сразу прекращается – новому устройству не хватает тока даже на «прокорм» самого себя, а не то что наладонника.

Мысли: имея солнечную батарею типа X -Treme , необходимость в преобразователе напряжения для совместной работы с СБ отпадает. Если есть солнце – все может работать и напрямую от батареи. Нет солнца – и «вампирчик» тоже «дохнет»… Хотя его роль, как стабилизатора, важна. Но он хочет на входе слишком много тока, и этот ток расходуется не по делу, даже если повышения напряжения не требуется! (5 вольт – минимум на выходе данного устройства, и 5 вольт требует моя «Sony »).

То же самое с рацией: она может работать напрямую от солнца, а при подключении «Вампирчика» мы теряем весь ток! Конечно, можно с помощью преобразователя весь день просто заряжать аккумуляторы, а вечером их использовать.

А если мне надо срочно переговорить, к примеру, или определиться?….

Метания и выбор

При неправильной полимеризации защитного пластика пластины могут покрыться сетью трещин, пузырьков и даже «плесенью» - изнутри. При покупке пластин всегда надо спрашивать, где и как они делались. «Коррозия» проявится в первые пару месяцев. Так случилось у меня с тестовым образцом – оказывается, вместо 40 минут новый пластик полимеризовали 20, и вот на тебе!... J

Я чуть не рухнула, увидев в один прекрасный день результат «подпольного» процесса. Хотя это практически не отразилось на показателях, но вид… кроме того, сеть трещин может бросать тени на фотоэлементы, а это может уменьшить ток. Да и пластик, пораженный изнутри, уже не так прочен.

Повод задуматься… Я огорчилась и решила поискать еще чего-нибудь.

И искать долго не пришлось! Очень быстро обнаружилось еще одно интересное семейство СБ. Это гибкие батареи SUN -CHARGER http://www.sun-charge.com/

На страничке – большой модельный ряд батарей, от 4,5 до 16 вольт (0,32 - 2 ампер), но цены, конечно, аццкие. Конкретно, меня заинтересовала модель SCN -9/9 http://www.sun-charge.com/indexmodels.html?model=49&mid=2 - с наиболее оптимальным соотношением напряжение-ток: 9 вольт, 0.96 ампер, 600 грамм весом, с гибкой и механически прочной структурой. Напряжения маловато! Зато, если верить песням с сайта, «эти устройства абсолютно некапризны к условиям влажности и окружающей температуры. Таким образом, эти устройства идеально подходят для туристов, геологов, полярников и пр…»

Про полярников, я думаю, ребята загнули: низковисящее солнце даст слишком мало тока для любой задачи. Но, выходит, это еще одна экстремальная модель? Ого-го!...

Читаем дальше: «Зарядные устройства SUN-CHARGER изготавливаются из солнечных модулей, производимых по новейшей технологии, основанной на использовании аморфного кремния. Производство фотоэлектрических элементов на основе аморфного кремния осуществляется в США. Солнечные модули покрыты специальными полимерными материалами (техническое решение России), не содержат хрупких компонентов (стекла и кристаллического кремния), что позволяет им выдерживать значительные механические нагрузки, в сравнении с солнечными элементами, изготовленными по традиционным технологиям.»

Настораживает очередной «русский полимер». Не даст ли он у меня дуба, как предыдущий? Надеюсь, что нет. Но главная засада гибких батарей – очень низкий КПД.

При всей «тур-привлекательности» девайсов (я чуть не купила одну из них!!!), вот небольшая справка от специалиста по солбатам:

«… аморфный кремний, срок службы 10 лет, КПД 8 %, вес намного легче, у нас производит НПО "Квант", г. Зеленоград. Цена высокая, раза в 2-3 дороже чем монокристалл. Аморфный кремний применяют в часах, калькуляторах и т.д., где нужны очень небольшие токи и нет сильного солнечного излучения, т.к. толщина напыленного слоя очень мала, есть вероятность выгорания на ярком солнце, на юге или в горах. …»

Итак, у меня определилось 3 условных претендента на приобретение:

1. 150 уе. Батарея-конструктор от «ДЦА» X -treme . Правильно заполимеризованный, он имеет много плюсов и достаточно мощен, даже на 6 пластин. Если купить доведенную до ума версию, то я поимею массу вариантов «ток-напряжение», которые не снились конкурентам
2. 109 уе. 10-и ваттка от «В-С». Этот вариант, 4 v – 2,5 А, годится только с использованием «Вампирчика», либо только на зарядку «пальцев» АА. Зато дает много тока, позволяя зарядку делать минимум в два раза быстрее остальных. Две штуки (+87 уе) дадут 8 v . 8 мне ни туда, ни сюда, да и вес… Но могучий ток!...
3. 184 уе. Батарея 9/9 от «SCN ». Самый легкий, компактный и экстремальный вариант, но дает 9 v – 0,9 А, и то, думаю, только на бумаге.

Пометавшись между стогами, снова мысленно уточняю, для чего мне была бы нужна СБ?...

Зарядка аккумуляторных батареек типа АА в рациях «Беркут». Именно в рациях, потому что заряжать их по две бессмыслено, их минимум 5. Для зарядки всего комплекта в теле рации надо мин. (12 v – 0,2-0,9 А) *

Может «В-С» через «вампирчик», может X- treme напрямую

- Подзарядка КПК или GPS напрямую (5 v – 0,2 А)

Может «В-С» , X- treme

- Зарядка КПК или GPS с литиевым аккумуляторм через преобразователь «Вампирчик» (5 v – 0,2-0,3 А)

Могут «В-С» и X - treme , но, скорее всего, с проблемами (из-за «Вампирчика»)

Зарядка 2 пальчииковых аккумуляторов «АА» (4,5-5 v – 0,4-2,4 А)

Могут все, « SCN » медленнее всех

Работа от солнечной батареи напрямую раций типа «Беркут» (11 v – 0,55-1 А)

Может X- treme и, вероятно, « SCN »

…Думала я, думала… и в конце-концов все-таки выбрала батарею от «ДЦА»: несмотря на инцидент с «коррозией», я официально заказала новую батарею (с учетом недоработок первой версии) – уж больно привлекательна «многопластинчатая» идея, и характеристики.

Что еще осталось добавить? Три, на мой взгляд, важные вещи, которые не стоит забывать:

Во-первых, если вы берете в поход СБ, обязятельно купите маленький мультиметр (такие «малыши» недорого продаются у «В-С», см. сайт). Даже будучи гуру с наметанным глазом, вы никогда точно не узнаете, сколько тока в данный момент дает ваша батарея. Это важно, если вы используете сложные устройства, а не только зарядку примитивных «АА».

Во-вторых, не пытайтесь в пасмурный день получить хороший ток. Даже если вам кажется, что освещения достаточно, не верьте глазам своим, такие маленькие СБ реально работают только с солнцем!

И, в-третьих, даже при солнце разложив СБ горизонтально (на траву) или под разными углами (на деку «Тайменя», например), не обольщайтесь. Фотоэлементы должны быть все одинаково повернуты и перпендикулярны солнцу. Ток от СБ равен наименьшему от пластин – стало быть, если одна грязная, неправильно развернута или чем-то заслонена – вы получите фигу от всей батареи.

Удачи с солбатом!….

Альтернативные зарядные устройства

Ручной привод для сильных духом… J

Я эти устройства не щупала. Но для полноты картины обозначить тему необходимо.

Все мы знаем, что заряжать наши штучки можно механически. Например, у меня есть китайский фонарик типа «жужжалка» – гуано, конечно, но с дельной мыслью, до которой не дошли умом соотечественники: пожужжав немного, можно дать отдых руке, потому что энергия копится в буферном аккумуляторе, и диоды светят недурно весьма от этой штуки.

В том же ключе, в хрупком исполнении (и из того же г…., я даже колесики узнала, и с тем же накопителем J ) сделана самая простая «динамка» для заряда мобил и (возможно) подобных им устройств Emergency : http://www.obzori.ru/mobile_devices/analytics/mobile_charger_for_cell_phone.html

Плюс: легкость, компактность, дешевость, много насадок; но, видимо, долго не проживет.

К этому же семейству относятся «динамки» фирмы Q -Mac QM8035 (QM8028): http://www.atlink.ru/www/kv/ups/mb.html Это надежные устройства, предназначенные изначально для военных, но вопрос их заказа и цена, наверное, могут стать проблемой. Кроме того вес (3,5 кг) – явно не для наших скромных целей… J

От огня

…Есть такая интересная штука – получение электричества от тепла. По-научному – тепловой генератор тока. Ты греешь на огне котелок с водой, а в это время идет зарядка мобильника, или еще чего-нибудь… Причем от литра воды можно получить до 12 вольт и приличное количество ампер! Вот интересно было бы попробовать…

Увы, эта часть балета осталась неохваченной – по той простой причине, что девайс, который я хотела приобрести, более не выпускается, и в ближайших планах производителя снят с повестки дня… Поэтому весьма интересный подход к получению энергии от огня накрылся медным тазом… вернее, алюминиевым котелком… J

Бытовые термопреобразователи, к сожалению, нерентабельны, ибо туристская ниша мала, да и не каждый турист купит…

* Для справки: для заряда аккумуляторов внутри радиостанций «Беркут» нужен нестабилизированный 12В адаптер (ток оптимален около 200мА, но заряд пойдёт и при 12ВХ100мА и при 12Вх500мА. Если адаптер слишком мощный, например нестабилизированный 12Вх1000мА, то заряжать рацию можно только в выключенном состоянии).

Если блок питания стабилизированный, то для заряда аккум. внутри Б601м2т нужно напряжение 12В, внутри Б803 - 15 В.

** Я обратила внимание КБ «Беркут» - это уже второй случай отрыва жилки, соединяющей плату и коннектор BNC . При любом, самом незначительном повороте коннектора (а он привинчен отнюдь не намертво, и подвержен колебаниям или крученям при работе с нештатными антеннами) жестко припаянная жилка будет отрываться всегда! Соединение центральной жилы коннектора и платы должно быть гибким. Сергей Слинкин заверил меня, что с этого года все соединения только гибкие.

К возможности иметь автономный источник электроснабжения сегодня стремятся, как частные пользователи, так и крупные промышленные предприятия. Это связано, в первую очередь, с возможными трудностями у электроснабжающих организаций с обеспечением бесперебойной подачи электроэнергии. Продолжительные перебои в электроснабжении приводят не только к финансовым затратам, но и могут стать угрозой для человеческой жизни, если отключения происходят в медицинских учреждениях либо на опасных и вредных технологических производствах.

Основные причины, определяющие наличие независимых источников электроснабжения

— низкое качество тока (резкие скачки, перепады, колебания и пр.), получаемого от энергоснабжающей организации;

— наличие потребителей особой и первой категории, требующих непрерывного электроснабжения;

— отсутствие возможности подключения к существующим электросетям.

Главным достоинством автономного электроснабжения считается бесперебойная работа технологического оборудования. Автономные источники могут использоваться, как в качестве основного, так и в роли резервного источника. Аварийных источник комплектуют устройством АВР, способным подавать на обесточенный участок электросети за несколько долей секунд.

Разновидности автономных источников

Источником электрической энергии могут являться:

— дизельные или бензиновые генераторы;

— фотоэлектрические батареи;

— ветрогенераторы;

— ветроустановки.

Двигатели в электростанциях могут использоваться, как . Первые, как известно, экономичнее, легче запускаются, характеризуются более значительным моторесурсом. Но их стоимость примерно в 2-3 выше аналогичных по мощности бензиновых. Поэтому дизельные электростанции рекомендуется применять, в случаях, когда перерывы в электроснабжении случаются достаточно часто, что требует продолжительной работы станции. В противном случае целесообразнее использовать бензиновые генераторы.

Сегодня устанавливаются на частных домах и дачах, в качестве домашней электростанции, и могут использоваться в качестве основного или резервного источника электроснабжения. Они не требуют значительных затрат на выработку электроэнергии, генерация электроэнергии в них происходит практически «даром». К недостаткам данных устройств относят большой объем стартовых финансовых вложений, к тому же особенности насыщения энергией солнца создают некоторые трудности в их эксплуатации. Это связано с тем, что Солнце способно светить не круглый год, а только днем и только в ясную погоду, поэтому в комплекте с фотоэлектрическими батареями используются аккумуляторы, предназначенные для накопления электроэнергия, и конвертеры – устройства, трансформирующее постоянное от батарей в переменное 220В, 50Гц.

— это оборудование, которое уже достаточно давно применяется для генерации электроэнергии. Их использование ограничено различной ветровой активностью местности и наличием водоемов с активным движущимся водным потоком. Также их эффективная эксплуатация сопряжена с использованием дополнительного оборудования (аккумуляторных батарей, преобразователей и пр.).

Практически 100% надежность обеспечивается при параллельной работе с внешними . Собственная генераторная установка обеспечивает энергетическую независимость, что позволяет увеличить моторесурс, продолжительность периода эксплуатации оборудования на 25-30%.