Во многих регионах России существуют проблемы с качеством и количеством электроэнергии, доходящей до конечного потребителя. Это и плановые отключения, и перебои, вызванные изношенностью электрооборудования и авариями. Наиболее часто сбой в подаче электропитания происходит из-за кратковременного понижения (провала) напряжения в момент резкого увеличения нагрузки в сети при включении мощных потребителей — промышленного оборудования, лифтов и т.д. Такое нередко происходит осенью и зимой, когда при резком похолодании начинается массовое использование электрообогревателей. В летнюю жару дополнительную нагрузку создают кондиционеры. Наконец, есть места, где централизованного электроснабжения просто нет: небольшие населённые пункты в удалённых районах, садовые и дачные посёлки. Так, 30% садовых и дачных участков, общее число которых по всей стране около 19 миллионов, сегодня не подключены к энергосистеме.
На решение этих проблем направлена «Энергетическая стратегия России на период до 2020 года», одобренная Правительством РФ. Одно из направлений реализации стратегии — разработка и внедрение конкурентоспособной отечественной электротехнической продукции и современных технологий. Именно к такой продукции относится многофункциональный автономный преобразователь «Энергия», созданный и уже выпускаемый российской фирмой «МикроАрт» (патент на изобретение № 2001125519). Преобразователь, обладающий высоким уровнем мощности (от 1 до 12 кВт) и надёжности при умеренной цене, способен обеспечить потребителя бесперебойным питанием 220 В в стационарных условиях (квартира, частный дом, рабочее помещение).
МАП «Энергия» представляет собой преобразователь напряжения (мощный двунаправленный инвертор) со встроенным интеллектуальным микроконтроллером, который обеспечивает автоматическое управление режимами и при необходимости связь с компьютером.
Подключив МАП «Энергия» вместе со специальными мощными аккумуляторами (например, с промышленным стационарным аккумулятором ОРzS) к домашней электросети, можно легко решить проблему энергоснабжения и уже не опасаться, что сложная бытовая техника выйдет из строя из-за частых отключений электричества. Бесперебойное питание жизненно необходимо, например, для отопительных систем коттеджей в зимний период. Ведь в случае достаточно длительного перерыва в подаче электроэнергии возможно полное вымерзание дома, что может не только стать неприятным эпизодом в жизни его обитателей, но и привести к весьма печальным последствиям (от лопнувших батарей отопления до трещин в стенах, вызванных подвижкой фундамента неглубокого заложения).
«Умный» прибор будет сам следить за наличием в сети напряжения и подзаряжать аккумуляторы по мере необходимости. В случае неожиданного исчезновения напряжения 220 В преобразователь автоматически и мгновенно (ни телевизор, ни компьютер даже не успеют «глазом моргнуть») подменит его своим напряжением, генерируемым от энергии, накопленной в аккумуляторах. При появлении промышленного напряжения 220 В всё вернётся на свои места. В режиме ожидания потребление энергии преобразователем практически равно нулю. При этом прибор обладает способностью ослаблять шум и срезать высоковольтные импульсы в сетевом напряжении. Заметим, что известные многим источники бесперебойного питания (UPS) для компьютеров мало подходят для автономного электроснабжения, так как «заточены» именно под компьютерную технику и не имеют необходимого запаса мощности по перегрузкам (например, холодильники и насосы при запуске потребляют мощность в 7—10 раз выше номинальной).
Время автономной работы МАП «Энергия» только от аккумуляторов варьируется и может достигать нескольких суток в зависимости от нагрузки и общей ёмкости аккумуляторов, которые можно объединять, наращивая ёмкость. При этом МАП сигнализирует об уменьшении напряжения на аккумуляторе и отключит потребителя при его минимально допустимом уровне.
Преобразователь может быть полезен и в условиях полного отсутствия централизованного электроснабжения. В этом случае выгодно использовать МАП совместно с мини-электростанцией — дизель- или бензогенератором. Включая электростанцию всего на несколько часов в день, вы обеспечите объект электричеством круглосуточно.
Ещё одна область применения МАП — малая энергетика, в том числе на основе энергии солнца, ветра, растительной биомассы, водных потоков. Широкое применение таких источников пока ограничено, так как не везде солнце или ветер могут обеспечить высокую плотность и постоянство энергетических потоков, а стоимость оборудования, обеспечивающего сбор, накопление и преобразование энергии, относительно высока. Вместе с тем технологии использования различных возобновляемых источников энергии активно развиваются во многих странах мира, многие из них достигли коммерческой зрелости и успешно конкурируют на рынке энергетических услуг.
Рассмотрим варианты использования подобных источников энергии для малых хозяйств. Для чего нужна электроэнергия дачнику? Прежде всего, для освещения, электропитания радиоприемника, телевизора, электробритвы, электродрели и других электробытовых приборов, подогрева воды. Электричество на эти нужды можно получить, установив несколько солнечных модулей (СМ). Система в общем случае состоит из набора солнечных модулей, размещённых, например, на крыше, аккумуляторной батареи (АКБ), контроллера заряда аккумулятора, соединительных кабелей и преобразователя постоянного напряжения в переменное.
Преимущество солнечных модулей перед ветроэнергетическими установками (ВЭУ) обусловлено отсутствием подвижных частей, простотой установки и обслуживания, надёжностью (гарантия — 20 лет) и бесшумностью. К недостаткам СМ можно отнести их дороговизну: за каждый ватт мощности придётся заплатить в среднем 130 руб. Высокая стоимость связана с относительной технологической новизной и применением монокристаллического кремния. По сути, солнечная батарея — сплошной гигантский транзистор. Например, один каркасный солнечный модуль MSW-175 на 175 Вт обойдётся в сумму около 23 000 руб., а так как на дом желательно установить хотя бы пять таких модулей, то общая сумма составит 115 000 руб. К этому добавляется цена промышленных панцирных аккумуляторов (в среднем 60 000—80 000 руб.) и инвертора, которая зависит от его мощности (от 20 000 до 50 000 руб. у модели на 9 кВт). Другим «минусом» является то, что СМ требуют относительно много места для установки. Например, модуль MSW-175 при весе 17 кг имеет размеры 810×1580×40 мм.
Если электроэнергия нужна круглый год, целесообразно применение комбинированных ветро-фотоэлектрических систем (ветроэлектрические установки и солнечные модули). Выпускаемые ВЭУ по стоимости установленной мощности в 3—4 раза дешевле солнечных станций, но их экономически эффективное использование возможно в регионах со среднегодовой скоростью ветра более 4 м/с. Естественно, что осенью, зимой и весной львиная доля электроэнергии будет получена за счёт энергии ветра, а летом — за счёт энергии солнца. В любом случае в таких системах необходим преобразователь постоянного напряжения в переменное, в роли которого может выступать МАП «Энергия».
Дополнительную информацию о разработках компании «МикроАрт» можно получить на сайте www.invertor.ru.
