Fonte de alimentação autônoma em caso de queda de energia

Para ser independente do trabalho de infraestrutura da cidade, é necessário prever a possibilidade de falta de energia e propor uma opção de alimentação de backup. Vamos falar sobre como alcançar a autonomia energética total de um objeto de construção ou casa.

Você pode usar qualquer uma das fontes atualmente conhecidas como backup, não importa. Tratará da concepção geral e construção de um conjunto de equipamentos capazes de converter energia elétrica e preservar seu abastecimento.

Requisitos para o canteiro de obras

Se o canteiro de obras realmente exige que o sistema de energia esteja sempre conectado, é necessário reservar uma sala para equipamentos especiais. Entre outras coisas, deve conter a quantidade necessária de meios primários de extinção de incêndio..

A porta da sala deve ser trancada com um cadeado para proteção contra estranhos. Um sensor de contato deve ser instalado na porta, conectado ao sistema de alarme e o circuito para transferência para o modo manual.

Além do parque de bateria, um gerador de emergência pode ser armazenado na sala. Isso é bastante aceitável do ponto de vista da segurança, mas se você planeja iniciar automaticamente o gerador dentro de casa, então você precisa equipar com um sistema de exaustão.

Configuração de grade híbrida

O centro de uma rede elétrica híbrida é sempre um dispositivo cujo princípio de operação é muito semelhante a um coletor de abastecimento de água. Dispositivos controlados eletronicamente permitem que você defina o algoritmo de operação por meio da interface de serviço, os circuitos de relé não são tão fáceis de configurar.

A segunda parte integrante é o parque de baterias, cuja capacidade total é calculada com base no consumo máximo de energia da instalação e o período mais longo em que a instalação fica totalmente sem energia no cenário mais negativo de eliminação do acidente. Este período pode variar de alguns segundos (o tempo em que o gerador é colocado em operação) a várias dezenas de horas (com paradas de rolamento sistemáticas).

1 – gerador; 2 – painéis solares; 3 – controlador; 4 – baterias; 5 – contador; 6 – inversor; 7 – relé de controle de carga; 8 – consumidores

O parque de bateria tem um ou mais inversores conectados por meio de um controlador de carregamento. Como regra, esses consumidores recebem a prioridade mais alta, de modo que o sistema sempre mantém o nível máximo de carga da bateria e, principalmente, obtém energia da rede para suas próprias necessidades..

O princípio do sistema é fácil de imaginar, baseado nos conceitos de excesso, escassez e capacidade. A energia é sempre alocada na linha de maior prioridade, mesmo em detrimento de outros consumidores. Se não houver energia suficiente na rede, uma das fontes de backup está envolvida. Assim que a necessidade de eletricidade desaparece, a energia é removida do consumidor da primeira prioridade e enviada para o segundo, o restante para o terceiro. Se o sistema gerar mais energia do que o necessário, ele pode despejar o excedente na rede da cidade ou interromper as fontes uma a uma..

Equipamento de distribuição de energia

Um algoritmo de trabalho bastante complexo é executado automaticamente. No entanto, o grau de automação, bem como o número de fontes e consumidores conectados, pode variar muito de modelo para modelo..

A primeira parte do sistema é um controlador solar comum, como o MPPT Pro. É atribuída a tarefa de escolher entre o consumidor de primeira prioridade e a carga principal. Ao longo do caminho, no display você pode ver os parâmetros atuais do primeiro link do sistema e definir alguns parâmetros operacionais. Observe que o controlador deve ser totalmente compatível com o inversor e fornecer corrente senoidal pura. Os controladores solares comuns e baratos são limitados apenas aos harmônicos de pré-filtragem, mas isso pode ser remediado com dispositivos adicionais..

O segundo link é a unidade de controle de carga, que distribui a carga entre todos os consumidores secundários. No caso mais simples, a unidade inclui um ou mais relés de controle de carga (relés de prioridade como ABB LSS). A desvantagem de um dispositivo de relé é que suas configurações são definidas apenas manualmente e a potência de entrada atual do sistema muda constantemente. Portanto, tal distribuição é aceitável apenas para as redes mais simples, por exemplo, quando é necessário limitar o consumo durante o dia para permitir que as baterias carreguem totalmente..

Observe que, usando relés de prioridade trifásicos, você pode não apenas selecionar consumidores prioritários, mas também fontes de alimentação prioritárias. Neste caso, você pode criar um esquema bastante complexo no qual a reserva é representada por várias fontes: uma fazenda solar, uma segunda entrada de cidade, uma turbina eólica ou um gerador..

Melhorar a eficiência dos sistemas autônomos

Outra forma de aumentar a autonomia energética é lutar pela economia de energia e aumentar a eficiência do sistema. Isso se aplica principalmente ao equipamento de controle. As perdas e o consumo próprio são baixos, mas constantes: em grandes sistemas pode chegar a vários kW / dia. A eficiência do equipamento de relé é muito menor, enquanto para dispositivos semicondutores é 90-98%.

Você também pode aumentar a eficiência do sistema aumentando a eficiência das fontes de backup. A limpeza oportuna é essencial para painéis solares. Não será supérfluo instalar dispositivos de rastreamento de azimute de forma que a luz sempre atinja o plano do painel em um ângulo próximo a uma linha reta. Um sistema avançado de ignição e controle de choke é fundamental para o gerador. Durante os períodos em que o consumo cai ligeiramente, o gerador consome parte do combustível ocioso.

É muito razoável minimizar a carga no sistema de maneiras acessíveis: comprar equipamentos com uma classe de alta economia de energia, mudar para fontes de luz LED, minimizar os custos de eletricidade para aquecimento. Uma boa ajuda nesta questão pode ser a instalação de uma rede de iluminação de baixa tensão e alimentação direta de 12 ou 24 volts para eletrodomésticos (com a sua conversão), contornando o inversor. Essas medidas organizacionais geralmente fornecem ainda mais resultados a um custo menor do que um aumento constante na capacidade..

Duplicação total e parcial

Para melhorar a tolerância a falhas do sistema, é necessário testá-lo nos primeiros meses de operação e identificar fragilidades. Um exemplo seria o caso em que, ao longo de vários dias nublados consecutivos, um parque solar produz, no total, menos energia do que a necessária, razão pela qual as baterias estão prestes a descarregar. O déficit de energia pode ser muito pequeno (1–2 kW / dia), mas em poucos dias ele absorve toda a reserva disponível. A solução para o problema é uma frota adicional de baterias de pequena capacidade, capazes de suprir a necessidade diária em caso de falta de geração.

Também é recomendável duplicar dispositivos de controle e conversão, mas seu custo é muito alto. Faz sentido adicionar um inversor adicional (aos três já existentes), para que, se um falhar, ele possa ser substituído instantaneamente. Às vezes, não faz sentido duplicar um controlador caro, então ele é substituído por um circuito de relé mais simples que pode funcionar de acordo com um cenário elementar durante o trabalho de reparo.

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