Для жителей России автономное электроснабжение стало очень актуальным. Более половины регионов страны сталкиваются с проблемой нехватки электроэнергии. Особенно это касается Центрального и Южного округов. Также стоит упомянуть о том, что на 2/3 площади государства вообще отсутствует централизованное энергоснабжение.
Энергия солнца и ветра (возобновляемых источников), при этом, используется по минимуму или не задействована совсем. Между тем, многие регионы России не страдают от недостатка солнечных дней в году. Эти слова относятся не только к южным областям, но и, например, к Якутии, где в теплое время года солнечной радиации больше, чем на Крымском полуострове. Цена на электроэнергию от солнечных модулей составляет в Якутии не более 20 руб. за кВт/час, а это в 4-5 раз меньше, чем в случае эксплуатации популярных дизельных генераторов. Также в государстве есть прибрежные области или ветреные регионы, где тоже можно использовать энергию природы.
Есть в России и такие области, где подключение к электросети даже в XXI веке кажется многим людям маленьким чудом и огромной удачей. Так, жители Южного федерального округа часто подают заявление на подключение электроэнергии, но треть этих заявок отклоняется. В услугах отказывают не только частным домам, но и таким объектам, как метео- и научные станции, базовые центры сотовой связи, фермерские хозяйства или поселки, в которых заготавливают лес в промышленных масштабах.
Для создания системы автономного энергоснабжения обычно применяют генераторы, работающие на дизтопливе или бензине, однако подобный подход нельзя назвать целесообразным. Генераторы необходимо часто заправлять, кроме того, они требуют регулярного техобслуживания. Качество самого тока в установках редко достигает идеального, да и срок службы оборудования не такой долгий, как хотелось бы владельцам.
Для того чтобы улучшить ситуацию, к генератору добавляют инвертор напряжения, в котором имеется встроенное зарядное устройство и внешние аккумуляторные батареи. Генератор в такой системе функционирует лишь часть суток, оставшееся время система работает от аккумулятора. За получение электричества высокого качества отвечает силовой инвертор, генерирующий напряжение 220 В из постоянного тока.
Что касается нагрузки, она питается попеременно и от аккумулятора, и от генератора. Последний запускается при разряде АКБ, предоставляя нагрузке переменный ток и в то же время заряжая аккумуляторы посредством интеллектуального мощного устройства, встроенного в инвертор. Как только заряд накоплен, генератор прекращает свою работу на время. Нагрузка же снова подключается к резервному источнику электроснабжения - аккумуляторной батарее, работающей в тандеме с инвертором. Переключение с генераторов на аккумуляторы и обратно осуществляется в автоматическом режиме и не требует участия человека.
За работу системы автономного энергоснабжения отвечает инвертор напряжения, заранее запрограммированный специалистом. Помогает в этом контроллер или компьютер. Например, системные контроллеры МАТЕ дают возможность создавать несколько сценариев. Так, если снижается степень заряда или уровень напряжения в аккумуляторе, то генератор включается сам, чтобы восполнить заряд аккумуляторов и обеспечить питание потребителей. Помимо этого, генератор можно запускать автоматически, когда необходимо получить дополнительную энергию. Также программирование дает возможность настроить генератор таким образом, чтобы он включался и отключался по расписанию.
В том случае если системы автономного энергоснабжения предполагают использование генератора в паре с инвертором напряжения или аккумуляторами, время работы генератора становится значительно меньше. Как следствие, снижается расход топлива и увеличивается срок службы оборудования. Например, в случае установки генератора мощностью 7,5 кВт и инвертора на 3 кВт за 12 месяцев можно сэкономить до 240-250 тыс. руб. За 5-6 лет эта сумма достигает более 1 000 000 руб.! При этом ни инвертор, ни гелевый аккумулятор в обслуживании не нуждаются.
Если для автономного электроснабжения используются альтернативные источники, то без установок, о которых шла речь выше, обойтись не получится. Современные системы, обеспечивающие автономное энергоснабжение, помогают грамотно и эффективно использовать энергию всех типов, будь то энергия воды, солнца или ветра. Также на рынке можно найти гибридные системы автономного энергоснабжения, как, например, ветрогенератор, панель, работающая от солнечной энергии, или дизельный генератор. В том случае, если речь идет о возобновляемом источнике энергии, инвертор напряжения не обязан иметь зарядное устройство.
Для того чтобы зарядить аккумуляторы от солнечной батареи, применяются контроллеры заряда. Желательно, чтобы они отличались высокой производительностью, как контроллеры заряда по технологии МРРТ с функцией отслеживания точки максимальной эффективности. КПД таких устройств на 30 % превышает показатели PWM-контроллеров. Заряд накапливается в батарее не только в те минуты и часы, когда активность солнца чрезвычайно высока, но и при частичном затенении панелей и в облачную погоду. Чаще всего в наши дни системы автономного энергоснабжения предполагают применение профессиональных инверторов напряжения, которые выпускают такие бренды, как Victron Energy и OutBack Power.
Помимо этого, инверторы помогают создать систему с бесперебойной подачей напряжения или вариант, в котором инвертор играет роль ИБП. Без такого решения не обойтись в районах, где электросети износились, а потому электроснабжение подается нестабильно и в сети постоянно наблюдаются поломки, требующие ремонта от нескольких часов до суток. В этом случае система резервного электроснабжения может состоять только из инвертора и аккумуляторов или инвертор напряжения участвует в создании гибридной системы с возможностью задействовать альтернативные источники. Сама сеть используется лишь в случае крайней необходимости.
При правильном расчете системы автономного энергоснабжения можно получать электроэнергию высокого качества в необходимом количестве. Перебои в центральной электросети при этом не будут создавать помех, тем более что инвертор срабатывает автоматически. Работа всей системы, включая инверторы, аккумуляторы и контроллеры заряда с технологией МРРТ, может легко контролироваться при помощи Интернет на компьютере или смартфоне.
