Site Loader

Содержание

Автомобильный аккумулятор — в ИБП! / Публикации / Элек.ру

Представляем вашему вниманию статью Александра Ткачева из Риги, который в соавторстве с Александром Ярошенко (SamElectric.ru) расскажет о том, как можно использовать обычный автомобильный аккумулятор для резервного питания важного оборудования.

Источник бесперебойного питания (ИБП) является не просто защитником электропотребителей от скачков и перепадов питающего напряжения, но и полноценным источником накопленной энергии.

С постоянным совершенствованием электронных компонентов снижается и их стоимость. Если 10–15 лет назад ИБП мощностью 1000 ВА был достаточно дорогим прибором, то сейчас такой ИБП можно приобрести по доступной цене. В современных ИБП используются дорогие необслуживаемые свинцовые аккумуляторные батареи, произведенные по технологии AGM (Absorbent Glass Mat). Суть технологии — использование вместо жидкого электролита токонепроводящего пористого материала с жидким электролитом в порах. Такой аккумулятор безопасен с точки зрения использования (может использоваться в положении «на боку» или «вниз головой») и не требует обслуживания, но имеет один существенный минус: высокая цена.

Обычная автомобильная стартерная аккумуляторная батарея (АКБ) имеет жидкий электролит и стоит в 2–3 раза дешевле при такой же емкости, но накладывает на использование в ИБП некоторые ограничения. Поэтому производители ИБП предпочитают ставить в свои изделия именно AGM батареи.

Применение обычных АКБ существенно снизит стоимость, увеличит емкость накопленной энергии и продолжительность работы ИБП

Далее мы рассмотрим обслуживаемые кислотно-свинцовые АКБ, используемые в автомобилях, и покажем, как «обмануть систему» и применить АКБ в обычных ИБП.

Теоретическая часть

АКБ имеет два крайних рабочих состояния — полностью разряжена и полностью заряжена:

Внимательный читатель, а особенно автоэлектрик возразит: «Напряжение на заряженной АКБ не будет выше 13 вольт!» И будет прав! Напряжение на полностью заряженной АКБ будет в пределах 12,75–12,80 вольт при плотности электролита 1,26 г/см3 и при температуре 25°С. И называется оно напряжение покоя АКБ.

Напряжение покоя измеряется только после отключения АКБ от потребителей или зарядных устройств через как минимум 24 часа. Во время зарядки и разрядки в АКБ происходят сложные химические процессы, длящиеся после отключения зарядного устройства или нагрузки какое-то время. Это можно назвать химической инерцией.

Если АКБ отключить от нагрузки, ее напряжение начнет подниматься. А при зарядке, если отключить АКБ от зарядного устройства, напряжение будет снижаться

Во время зарядки АКБ набирает электрическую емкость. Это один из самых главных показателей АКБ. Электроемкость АКБ — это произведение постоянного тока разряда АКБ на время разряда при номинальном напряжении (для автомобильного АКБ это 12 вольт).

За час АКБ электроемкостью 60 А·ч может отдать 60 ампер напряжением 12 вольт до ее полной разрядки. Практически это выглядит так: если АКБ нагружать током 60 ампер один час, ее напряжение снизится с 12,75–12,80 вольт до 12,00 вольт.

Но откуда же 14,4 вольта? Далее мы детально рассмотрим процесс заряда АКБ и откуда берется это напряжение.

Принцип заряда АКБ

Существует два способа зарядки АКБ:

  • Зарядка постоянным током используется чаще всего. В начале заряда АКБ заряжается током, равным 1/10 от емкости АКБ, и напряжением, близким к номинальному напряжению заряда или чуть выше (обычно 14,50–14,80 вольт) до начала кипения электролита. Потом ток понижается до 1/20 от емкости АКБ и опять заряжается до начала кипения электролита. После этого процесс зарядки прекращается. Кипение электролита — это процесс выделения из него под воздействием электролиза паров водорода.

Зарядить АКБ до значения, близкого к 100% ее емкости, зарядкой постоянным током можно только постоянно понижая ток заряда. Сначала до 1/40, довести до кипения, потом до 1/80 довести до кипения, потом до 1/160 и так до 1/2000. Причем нужно следить, чтобы процесс кипения электролита не начинался, а только подходил к нему. Это достаточно кропотливая и нудная задача — нужно постоянно следить за процессом зарядки.

  • Зарядка постоянным напряжением подразумевает зарядку АКБ точным номинальным напряжением заряда (с точностью до сотых долей вольта) и плавным понижением тока зарядки без кипения электролита. Такие зарядные устройства достаточно сложны и дороги, но позволяют использовать ресурс АКБ по максимуму.

Рассмотрим второй способ заряда АКБ (постоянным напряжением), так как он обычно используется в ИБП при заряде АКБ. Такой способ не допускает кипения электролита и заряжает АКБ до реальных 100% емкости. Процесс зарядки АКБ логарифмичен (нелинеен), поэтому зарядить АКБ полностью на 100% — задача достаточно сложная. Если на начальных этапах зарядки для типичной АКБ емкостью 70 А·ч ток заряда 1/1 0 от емкости (7 А), то на конечных этапах зарядки (90–98%) ток равен 1/400 от емкости (175 миллиампер). И на этапах зарядки (от 98–100%) ток заряда должен быть чуть больше тока саморазряда АКБ. А это менее 1/2000 от емкости АКБ (менее 35 миллиампер).

Номинальное напряжение заряда для каждой АКБ индивидуально (производитель, материалы, технологии и даже смена, в которую АКБ изготавливался на заводе) и может колебаться в пределах от 14,35 до 14,45 вольт.

При выкипании водорода из электролита происходит увеличение его плотности. Поэтому в элек-тролит в таком случае нужно добавлять дистиллированную воду для компенсации его плотности до 1,26 г/ см3. На практике технологии производства стартерных АКБ за более чем 100-летний период производства отточены до совершенства и выпускаются с учетом номинального напряжения заря-да, близкого к 14,40 вольтам.

Полностью зарядить АКБ (на все 100% ее электрической емкости) без выкипания электролита можно только напряжением 14,40 вольт!

Теперь рассмотрим практическую часть зарядки постоянным напряжением на конкретных примерах. Так как АКБ набирает емкость заряда нелинейно, при подключении АКБ к зарядному устройству без ограничения тока заряда АКБ в течение первых секунд может потреблять ток заряда, равный своей емкости. Например, для АКБ емкостью 70 А·ч первые секунды ток заряда будет 70 А. Потом ток заряда плавно понижается с повышением внутреннего сопротивления АКБ.

20–30% своей емкости АКБ может набрать за 15–20 минут зарядки током 1/10 от своей емкости (в нашем примере 7 А).

Автомобилисты знают, что «прикуривать» от соседского автомобиля подсевшую АКБ достаточно минут 5–10, чтобы крутануть стартер, а если АКБ села «в ноль», времени понадобится немного больше — здесь мы и наблюдаем логарифмичность процесса зарядки.

Чтобы зарядить АКБ на 50% емкости, понадобится уже пару часов, а никак не 30–40 минут, так как ток заряда все время уменьшается. А вот чтобы зарядить АКБ на 80%, понадобится как минимум 6–7 часов. 80–85% емкости АКБ достигается, когда напряжение заряда поднялось до 13,60–13,80 вольт. Ток заряда на этом этапе будет меньше одного ампера, и продолжит понижаться. А при 14,20 вольтах АКБ заряжена до 90–95%. Фактически на этапе зарядки около 97–99% происходит прецизионная зарядка. При превышении напряжения зарядки даже на 0,01 вольт или тока зарядки на 10 миллиампер мы получим начало закипания электролита.

Практическая часть

Производители (в меньшей мере) и продавцы (в большей мере) ИБП очень часто критически относятся к использованию дешевых стартерных АКБ в ИБП. Потому что с AGM аккумуляторами меньше хлопот с пользователями, которые не представляют, как работает ИБП и как устроена АКБ. Хотя использовать стартерные АКБ в ИБП в большинстве случаев можно. А если использовать внешнюю схему зарядки АКБ — это отличное дешевое решение для любого ИБП. Поясним некоторые нюансы по-своему 15-летнему опыту использования АКБ с ИБП от APC Back UPS 600I.

Три наиболее частые ошибки при подключении внешних АКБ к ИБП заключаются в следующем:

  • малая площадь сечения проводов, которыми подключается АКБ к ИБП;
  • длина проводов от АКБ к ИБП;
  • нагрузка, которую хотят получить от ИБП при подключении внешней АКБ.

Разберем первый и второй пункт более подробно. Падение напряжения на проводах при передаче постоянного электрического тока в 12 вольт очень сильно зависит как от длины, так и от площади сечения этих проводов, а также от силы тока, протекающего по этим проводам. Наш ИБП при питании от АКБ на полной нагрузке в 600 ВА забирает с нее ток около 35 ампер. Если суммарная длина проводов (плюсового и минусового) от АКБ к ИБП не превышает 50–60 см, достаточно площади сечения под ток в 35 ампер около 16 мм2. А вот если АКБ находится на удалении 5 метров от ИБП (это общая длина проводов 10 метров), падение напряжения будет очень большим — 0,3 вольта. Электроника ИБП будет считать, что АКБ разряжена на половину.

При падении напряжения на АКБ по мере ее разрядки сила тока по закону Ома будет возрастать. При напряжении 9 вольт сила тока будет более 50 ампер. Соответственно будет возрастать и падение напряжения в проводах — до 0,5 вольта. ИБП будет отключаться гораздо раньше, чем если бы АКБ стояла в корпусе ИБП. Стандартные провода в ИБП, которыми штатная батарея подключена в схему, имеют сечение около 8 мм2 и длину около 30 см. Если подключить АКБ проводом такого же сечения, но длиной 10 метров, электроника ИБП будет считать, что АКБ разряжена полностью. Поэтому подключать АКБ к ИБП нужно как можно более толстыми и как можно более короткими проводами.

Теперь третий пункт. В обычные офисные ИБП ставятся АКБ емкостью 7–9 А·ч. При полной нагрузке на ИБП он проработает 1–3 минуты (зависит от производителя и модели). При подключении стартерной АКБ время работы возрастет в разы и может достигнуть одного часа. Но при этом внутренние силовые компоненты схемы могут выйти из строя от перегрева, поскольку они не рассчитаны на долговременную работу.

Поэтому, если использовать АКБ, ИБП должен работать не более чем на 50–60% его полной расчетной мощности. Либо потребуется принудительное охлаждение компонентов.

Пример переделки ИБП под стартерную АКБ

На основе АКБ и Back UPS 600I была собрана и более 10 лет эксплуатируется ИБП собственной конструкции:

На передней панели мы видим цифровой вольтметр, который показывает напряжение заряда или разряда, и амперметр, который показывает электрический ток в двух направлениях — заряд и разряд.

ИБП — всегда стационарные устройства и, как правило, в месте их установки имеется достаточно пространства, чтобы установить АКБ

При подключении нагрузки видно, как проседает напряжение и как амперметр показывает разрядку АКБ с отрицательным значением тока.

ИБП настраивался исходя из того, что забираемый от АКБ ток будет не более 20 ампер. Фактически данный ИБП питает два сервера, рутер и свитч. Гарантированно это все может работать без электричества около 7–8 часов (в зависимости от нагрузки на сервера). Схема подключения позволяет использовать две АКБ и независимо заряжать одну из батарей во время эксплуатации другой. Раз в полгода можно переключаться между батареями, чтобы сравнять процесс старения обоих АКБ.

О таблице

На передней панели ИБП приведена таблица, которая характеризует степень заряда и разряда АКБ. Как видно, АКБ разряжена в ноль, когда напряжение на ней падает до восьми вольт. Поясним термин «глубокий разряд», используемый далее по тексту. АКБ переходит в состояние глубокого разряда, когда напряжение покоя у нее ниже 11,35–11,40 вольт. Это верхний предел глубокого разряда. Как говорилось выше, после отключения нагрузки напряжение на АКБ начинает повышаться. Если в течение 2–6 часов, в зависимости от емкости АКБ, это напряжение поднялось до 11,90–12,00 вольт, АКБ не ушла в глубокий разряд. Но как следует из опыта, даже если АКБ кратковременно разрядится до 11,90–11,8 вольт, ничего страшного не будет, если ее сразу поставить на зарядку.

Производители АКБ указывают кратковременный пусковой ток рядом с емкостью. Такой ток возникает при запуске стартера, уводя АКБ в глубокий разряд с просадкой напряжения на АКБ до 9 вольт, но АКБ это выдерживает и служит в автомобиле 5–6 лет.
Нижний порог отключения производитель ИБП выставляет при полной нагрузке на АКБ. В нашем случае он около 7,55 вольт при нагрузке около 30–35 ампер. 8 вольт в таблице указано на полную нагрузку. Это «памятка для себя». Но лучше не доводить разрядку АКБ до падения напряжения на такой низкий уровень. АКБ «проседает» по напряжению больше под полной нагрузкой, чем под нагрузкой в 50% или 30%. Как только нагрузка пропадает полностью, напряжение на АКБ скачком поднимается и потом продолжает подниматься все медленней до напряжения фак-тического разряда (напряжения покоя).

Например, опытным путем установлено, что при 20-амперной нагрузке на АКБ, когда напряжение проседает до 8 вольт, можно уменьшить ток до 9 ампер, и напряжение мгновенно поднимется до 10,6 вольт, продолжая при этом медленно понижаться.
Если разряжать аккумулятор нагрузкой в 10 ампер, соответственно и нижнее значение будет не 8 вольт, как приведено в таблице на передней панели, а больше (оно может быть 8,4 вольт, к примеру, или 9,0 вольт).

Если нагрузка на АКБ от ИБП 10–20% от расчетной, соответственно напряжение «проседает» меньше, но на АКБ получается нагрузка долговременней. И соответственно АКБ находится в глубоком разряде под нагрузкой дольше. А вот это уже «убийственно» для АКБ. Поэтому нужно стараться не доводить АКБ до глубокого разряда и по возможности, если до этого дошло — сразу поставить на зарядку.

Штатная AGM батарея, проработав 20–30 минут в глубоком разряде, фактически умирает сразу — начинают разрушаться пластины внутри нее, и электроемкость падает в разы в отличие от стартерной АКБ, где потеря электроемкости от работы при глубоком разряде 2–3 часа измеряется процентами.

Стартерная АКБ гораздо выносливей «батареи в комплекте» с ИБП

Если их правильно использовать и обслуживать, но, самое главное, правильно заряжать, они могут прослужить более 15 лет либо выдержать более четырехсот циклов 100% разрядки-зарядки или более тысячи циклов 30–40% разрядки-зарядки! Это проверено на практике!

Уверены, что статья заинтересует читателей. Если хочется узнать больше — полная версия статьи приведена в блоге SamElectric.ru (статья «Аккумуляторы для ИБП»), там же — многочисленные комментарии и ответы на вопросы.

Источник: Александр Ткачев и Александр Ярошенко, автор блога SamElectric.ru. Статья опубликована в журнале «Электротехнический рынок», №3 (87) 2019

Резервное питание дома от аккумулятора — есть ли жизнь после отключения от электричества?

Владельцы частных домов предпочитают проводить автономные коммуникации – так они становятся независимыми от централизованного снабжения ресурсами и экономят большие суммы на ежемесячных счетах. Но взамен появляется другая проблема: зависимость систем дома от источника электроэнергии. В то же время современная техника чувствительна к даже кратковременным отключениям электричества, на 1-2 секунды, и обнуление настроек устройств — это только малая неприятность. Чтобы уберечь чуткие к параметрам сети приборы от частых отключений, устанавливается резервный источник питания. Для коттеджа наиболее распространенный вариант – это генератор, или источник бесперебойного питания (ИБП). 

Устройства аварийного питания рассчитаны на работу в течение короткого времени – 10–15 минут, иногда этот период продлевается до получаса. Предполагается, что за это время питание сети от постоянного источника возобновится. Но чаще используются модели, которые способны поддерживать напряжение в сети часами, и сутками. Для этих целей подходит ИБП с аккумуляторами значительной емкости. Итак, можно ли использовать питание от аккумулятора в качестве резервного источника для дома?

ИБП или генератор?

Резервный источник питания необходим для жизнеобеспечения дома: отопления, роутеры, компьютеры, серверы, системы “умного дома”. Выдать необходимый минимум для поддержания работы устройств могут и генераторы, и ИБП с аккумуляторами. Посмотрим, какой из них будет удобнее в эксплуатации.

В первую очередь, от резервного источника питания требуется мгновенная подача напряжения при отключении постоянного источника. Генератор такой скоростью похвастаться не может: на разгон ему требуется от 10 секунд до 2,5 минут. ИБП переходит в рабочий режим за 4 мс, в результате чувствительная техника сохраняет настройки, не переходя в режим перезапуска. Инверторы двойного преобразования и вовсе не требуют времени для подачи напряжения – они включены постоянно и сразу начинают работу после отключения энергии. 

Инверторы не имеют механических частей, подверженных износу. Главные факторы, влияющие на ресурс, – емкость аккумуляторов и потребляемая мощность. Такая система удобна и при коротких промежутках в питании от основной, и при продолжительных отключениях электричества сроком на несколько суток. Аккумуляторы сразу начнут питать охранную сигнализацию или отопление дома. 

В отличие от генератора, ИБП работает очень тихо, не выделяя в среду никаких газов. Генератор работает на топливе, и от выхлопных газов вы избавитесь, лишь отдалив установку от дома. Чтобы установить ИБП с аккумуляторами, потребуется маленькое помещение с нормальным уровнем влажности. Для работы рекомендована положительная температура, но некоторые системы работают и при минусовых показателях термометра. 

Как выбрать аккумулятор?

Важная часть ИБП – аккумуляторы, от которых зависит работа прибора. Благодаря им дома можно устроить собственную мини-электростанцию, которая снабдит бесперебойным потоком энергии устройства в доме. Выбирайте аккумуляторы по нескольким параметрам:

  • максимальный уровень тока при разрядке и зарядке — он говорит о предельных значения, при которых работает аккумулятор,
  • количество циклов разрядки — это срок работы батареи,
  • температура внешней среды, при которой работает аккумулятор,
  • время, которое уходит на полную разрядку и зарядку,
  • как быстро аккумулятор теряет заряд при циклическом использовании,
  • габариты и вес — важно, если аккумулятор будет использоваться как мобильный источник питания.

Если уделить внимание этим параметрам, то возможно выбрать превосходный аккумулятор для аварийного или резервного питания дома. Аккумуляторы собирают в одну группу, стараясь располагать батареи как можно ближе друг к другу — тогда КПД у получившейся системы будет выше. В редких случаях разные элементы одной группы могут иметь разницу зарядов. Это негативно влияет на срок службы аккумуляторов. Проблему решают балансиры, выравнивающие ёмкость АКБ во всей группе. 

При подборе аккумулятора для ИБП важно обратить внимание и на его тип. Самые распространенные – наливные свинцово-кислотные, их отличает доступная стоиомость и легкость эксплуатации. Но для них характерен короткий срок работы — меньше 1 года. 

Для ИБП допускается использование литиевых батарей: они функциональны, но в большинстве случае небезопасны. На текщее время их надежность ниже, а цена выше в разы, чем у AMG и GEL. Эффективнее всего AMG – они надёжны, отдавают много тока, герметичность, пожаробезопасность и долгий срок службы. 

ИБП с аккумуляторами, выбранными в соответствии с параметрами тока, напряжения и требованиями установленных в доме приборов, станут эффективной системой резервного и аварийного питания для автономного энергоснабжения. Поставщики ИБП должны учитывать персональные параметры домов и техники клиента, предлагая аппаратуру, которая подходит для решения его задач.

ИБП для микросервера своими руками с использованием автомобильного аккумулятора

Плата стабилизатора установленная на самодельной шине

Вдохновившись своим успехом в отношении создания небольшого источника бесперебойного питания с выходом на 12 Вольт, я решил слегка расширить границы и обеспечить нормальным бесперебойным питанием не только свой интернет центр, но и микросервер вкупе с активным свичом.

Микросервер выполняет у меня функции хранилища для записей видеонаблюдения под управлением Xeoma, на нем дополнительно запущены Transmission, Resilio и некоторые другие сервисы. Свитч же не только является центральной точкой по раздаче почти всех Ethernet каналов по дому, но еще и питает несколько IP-камер при помощи технологии PoE. Кушают оба собрата достаточно, дабы отказаться от использования маленького аккумулятора от ИБП или даже двух таких. Задача — обеспечить как можно более длительный срок работы устройств в случае отсутствия внешнего питания. Отключают «свет» в деревне частенько, даже зимой. Иногда без электричества приходится сидеть по несколько часов, а старожилы рассказывают, что временами «блэкаут» доходил аж до трех дней.

У моей нагрузки потребляемое напряжение питания различается. Микросервер питается 12 вольтами от внешнего адаптера питания, а внутри стоит плата преобразователь — прародитель PicoPSU. Для свича, из-за его функции PoE, необходимо питание в 54 вольта.

В процессе обработки корпуса. К месту пришлась микродрель и маленькие отрезные круги

В качестве резервного источника напряжения я приобрел самый дешевый из доступных в магазине аккумулятор на 55 А*ч. Им оказался «Курский аккумулятор» модели 6СТ-55N. У аккумулятора обратная полярность выводов, что вылилось в торчащие за габарит аккумулятора стандартные клеммы. Споры в сети в отношении возможности использования стартерных автомобильных аккумуляторов в качестве источников тока для ИБП не замирают ни на микросекунду. Одни заявляют, что использовать автомобильные аккумуляторы для ИБП нельзя, так как режимы работы автомобильных и аккумуляторов для ИБП отличаются и автомобильные аккумуляторы очень быстро выходят из строя. Их оппоненты возражают и приводят примеры, когда специализированные аккумуляторы выходят из строя очень быстро, а при грамотном использовании и автомобильные работают годами. Углубляться в технические подробности и залезать в электрохимию с ее безопасными потенциалами, реакциями двойного слоя, электрической проницаемостью, ионной и электронной проводимостью, диссоциацией и прочим темным лесом, я не буду, но скажу лишь то, что по наблюдениям, многие, в том числе и мои соседи, вполне успешно используют автомобильные аккумуляторы в связке с ИБП и их опыт достоен внимания. А поскольку стоимость сопоставимого по заряду автомобильного аккумулятора иногда в разы ниже, чем специализированного от ИБП, то даже более частая их замена будет в целом дешевле, чем использование того источника тока, который подразумевается штатно. Кстати, более низкая цена именно на стартерные батареи обуславливается не какой-то более простой конструкцией, а более широким рынком сбыта и конкуренцией между производителями.

Первая версия внутренностей самодельного ИБП

Для обеспечения конвертации сетевого напряжения в постоянный ток, а также для зарядки аккумулятора я нашел интересное устройство производства Chux. Модель SC-180-12 работает от переменного тока в широком диапазоне, начиная от 100 и до 264 вольт (есть переключатель между европейским стандартом напряжения и американским). Имеет два выхода. На первом выдает 12 вольт и держит нагрузку до 13.5 ампер, на втором выдает 13.8 вольт и может отдавать 1.5 ампера. Напряжение на первом канале дополнительно регулируется подстроечным резистором на плате устройства. Максимальная мощность, о которой заявляет производитель составляет 180 ватт. Именно то, что мне требуется для питания моих устройств (пиковое потребление у которых может доходить до 120 ватт).

Поскольку китайский блок сразу же дает 12 вольт, я решил их использовать для питания микросервера. А вот для получения 54 вольт пришлось использовать повышающий стабилизатор с чудным названием IGMOPNRQ. Продавец обещал 400 Вт выходной мощности, 15 А максимального тока. Потребление с 8,5 вольт и до 50 вольт, при входе с 10 вольт и до 60 вольт. У устройства есть два массивных радиатора, а также два подстрочных резистора обеспечивающих подстройку выходного напряжения и максимального тока.

Все три устройства, а именно, блок от Chux, плата от IGMOPNRQ и аккумулятор из Курска, были собраны в единую схему и работали в таком состоянии месяца два. Не было особо ни времени ими заниматься, ни желания. Однако, уже ближе к осени, все устройства все же были собраны в рамках единого металлического корпуса. В качестве корпуса взял обыкновенный ящик для автоматов. Установил в него свои шины, нарезал отверстий под датчики и провода. Установил все на стену и подключил нагрузку.

Поначалу все вроде бы работало, но потом меня не настигло сразу несколько разочарований.

Во-первых, я сжег один из вольтметров, просто подав на него высокое напряжение. Пришлось заказывать новый. А жизнь ИБП без дополнительного вольтметра лишена какой-либо осмысленности.

Во-вторых, датчик тока на 100 А не видел мою нагрузку от слова совсем. Итого, остался только вольтметр электросети.

В-третьих, в закрытом корпусе температура быстра поднималась до 38 градусов, что явно не очень здорово, особенно когда температура воздуха в помещении около 20 градусов.

В-четвертых, через некоторое время Chux начинал подавать на аккумулятор 14.3 или 14.4 вольта. Я связался с производителем, но он меня заверил, что так и должно быть. Напряжение, на мой взгляд, высоковато для кислотного аккумулятора, тем более родом из Курска. Но никаких настроек на Chux для изменения напряжения нет. Без нагрузки подобного поведения за Chux замечено не было. А вот с нагрузкой… Не знаю, сколько протянет аккумулятор в таком режиме.

В-пятых, при переключении на аккумулятор, ну, когда пропадает сетевое напряжение, Chux никак его не стабилизирует. Просто подает, что есть на аккумуляторе на выход. В результате микросервер аварийно отключался, так как вовсе не желал работать от 13.8 вольт, что шли напрямую с аккумулятора прямо в момент отключения.

Добавленные кнопки и капсула для предохранителя

Поэтому настала пора реализовывать вторую ревизию устройства. Первым делом пришлось отказаться от бесполезной катушки датчика тока, так как, что с ней, что без нее, нулевой результат гарантирован. Следующим шагом был доустановлен новый вольтметр, взамен погибшего по моей вине. Далее пришлось насверлить в корпусе дополнительных отверстий для вентиляции. Отверстия уютно примостились на верхней и на нижней кромках металлического корпуса. Пока выполнялись все эти работы, с далекой родины коронавируса прибыл еще один блок для стабилизации выходного напряжения в 12 вольт.

Внутренности ящика ИБП в финальной ревизии

Прибором для стабилизации оказалось устройство с не мене интересным наименованием – RCNUN. На единственном шильдике красуется номенклатура стабилизатора RC8-40S1206, работает он от напряжения в диапазоне 8-40 вольт, что полностью укладывается в допуски автомобильного аккумулятора и китайского Chux (хочется надеяться, что Chux будет отключать питание с аккумулятора при его разрядке до критического уровня). Металлический литой корпус с оребрением и неразборная конструкция наводят на мысли о залитых компаундом внутренностях, а его номинальная мощность в 72 ватта с лихвой покрывает потребности микросервера. RCNUN пришлось установить с обратной стороны шины, так как спереди места совсем не осталось.

Дополнительно установил кнопки-выключатели на подключение аккумулятора и на сетевое питание. Кнопки с индикацией: 12-ти вольтовая со светодиодом, а 220-вольтовая с миниатюрной неоновой лампой внутри. И вишенкой на торте конструирования оказался разъем для установки плавкого стеклянного предохранителя на цепь в 220 вольт. На цепь 12 вольт, на плюсовом проводе от аккумулятора, так же установлен плавкий флажковый-предохранитель.

Внешний вид ИБП и его аккумулятора. Корпус успел заляпаться.

В итоге, пока проводились все переделки, окрашенный корпус ящика весь исцарапался и пришлось его еще раз покрасить. После установки, буквально на следующий день, электрики, по своей давней привычке взяли и вырубили электричество. К сожалению, в тот момент я отсутствовал у самодельного ИБП и не мог проконтролировать как быстро произойдет разряд аккумулятора. Отрадно, что переключение на резервную мощность произошло совершенно штатно, ни микросервер, ни свитч не почувствовали никаких изменений и продолжили работать в своем штатном режиме.

Немного позже, собравшись силами, я все же запустил испытания на долговечность питания микросервера, свитча и камер от самодельного ИБП на автомобильном аккумуляторе. Предыдущим днем, электроэнергию уже отключали, правда ненадолго, поэтому хотелось надеяться, что аккумулятор в устройстве будет заряжен на все 100%, однако, как показали измерения он оказался недозаряжен и стартовал, фактически, с 80% заряда.

Разряд аккумулятора от времени под нагрузкой

Зато эти 80% он держал до обидного долго — практически пять часов и только на шестом часу испытания, напряжение на аккумуляторе понизилось до 75%.

График разряда аккумулятора под нагрузкой

Попутно я записывал не только изменение напряжения на аккумуляторе, но и температуру в ящике ИБП, благо там установлен термометр. При температуре окружающего воздуха в 21 градус Цельсия, температура в ящике, на пятый час испытаний понизилась на 7 с лишним градусов. Из чего можно сделать вывод, что основным генератором тепла в системе является как раз китайский Chux, а не китайские же платы преобразователи.

И подводя итог. Устройство получилось работоспособным. Свои функции выполняет. Однако, недопонимание уровня напряжения заряда у Chux все еще не покидает меня. С одной стороны, напряжение в 14.4 вольт является рабочим напряжением активной стадии зарядки аккумулятора, с другой стороны, такая стадия не может длиться неделями. Соответственно остается открытым вопрос — как же долго автомобильный аккумулятор сможет протянуть в таком режиме и не сильно ли потеряет в емкости, если вообще не скончается смертью храбрых.

Upd.24.06.20: К сожалению счастье длилось не так долго. Однажды в теплую летнюю ночь в доме вырубило электричество. На следующее утро выяснилось, что электричество отключило УЗО. И оно старательно продолжало его отключать, даже когда были отключены все потребители и снята вообще нагрузка с распределительного щита. Дело становилось ясным, что где-то либо нейтраль легла на «землю», либо кто-то на землю дает небольшой потенциал. Спустя два часа перекоммутации и отключения линий в распределительном щите удалось выяснить, что помеху выдает ни что иное, как собранный ИБП на основе автомобильного аккумулятора. Хотя сам ИБП и был отключен от фазы сети кнопкой, он продолжал работать от аккумулятора и исправно питал подключенную нагрузку. При отключении «земли» от ИБП ситуация должна была исправиться и все заработало, УЗО перестало отключать питание. Но, как только я включил кнопкой подачу высокого напряжения на ИБП, так произошло микроскопическое шоу фейерверков. Сгорел предохранитель в ИБП на 5А и пошел легкий запах поджаренных электронных компонентов. Но ИБП усердно продолжал питать нагрузку постоянным током и судя по индикаторам она ни на йоту не изменилась, несмотря на все попытки ИБП выйти из строя окончательно.

Мой сгоревший предохранитель на 5А

Пришлось переключить подключенную нагрузку на другой источник постоянного тока, а самодельный ИБП раскрутить и постараться найти, что там вышло из строя. Исходя из приведенных симптомов, из строя вышла плата от Chux.

Плата ИБП Chux

Как видно на фотографии, проблема кроется где-то наверху. После детального рассмотрения был выявлен выход из строя MOSFET-транзистора, двух резисторов возле него, а так же микросхемы ШИМ-контроллера.

Сгоревший транзистор и резисторы обвязки.

Вероятно, что события происходили следующим образом. Ночью сгорел транзистор, его корпус разрушился и произошло замыкание на корпус ИБП, а тот в свою очередь соединялся с корпусом металлического ящика. С учетом того, что все они заземлены, то и происходило короткое замыкание либо фазы на землю (скорее всего), либо нуля на землю (тоже вероятная причина отключения УЗО).

Затем, когда я отключил «землю» от ИБП и подал на него же высокое напряжение, тогда и произошел второй фейерверк. УЗО не отключилось, т.к. на земляной провод уже ничто не попадало и высокое напряжение шло спокойно на сгоревшие микросхемы. Вероятно, что тут и сгорел уже ШИМ-контроллер, хотя все могло быть и наоборот. Примечательно, что на ИБП Chux есть целых два стеклянных предохранителя. Но ни один из них так и не сгорел (один на 10А, второй на 5А). Ну, что же. Причина выяснена, необходимо восстанавливать работоспособность устройства. Чинить Chux я не буду, но постараюсь заменить его целиком.

И сразу у меня встала дилемма выбора. Либо заказать на том же «быстром Алике» очередной Chux, подождать три месяца пока его доставят, либо попробовать применить какой-то его аналог. Порывшись в сети, удалось найти вполне достойную альтернативу в виде устройства от Mean Well. Последние зарекомендовали себя как известный производитель более качественных электронных изделий, нежели мало кому известный Chux. У Mean Well есть целая линейка модулей для ИБП и среди них мне больше всего приглянулась модель AD-155A.

Внутренности Mean Well AD-155A

Модуль AD-155A является самым мощным изделием, выдающим 23 вольта. По характеристикам он способен давать порядка 150 Вт на 12 вольтах. Этой мощности, после корректировки показаний, мне должно быть вполне достаточно, даже с учетом небольшого апгрейда микросервера.

AD-155A выполнен в точно таком же форм-факторе, что и отправившийся к праотцам Chux, поэтому особой возни по его замене не было. Открутил и выкинул одно, вкрутил и подключил другое. Если взглянуть на плату Mean Well, то схематически она напоминает плату от Chux. Конденсатор там же, реле, предохранители. Однако, в глаза бросаются и различия. Так большой электролитический конденсатор у MeanWell только один, но зато он на 400 вольт. Транзисторов же на узкой полосе радиатора у него две, против одного у Chux. В целом плата у AD-155A выглядит более голой, на ней явно меньше элементов. Но это впечатление обманчивое, вся мелочевка собрана на обратной стороне платы.

Функционально AD-155A проигрывает изделию от Chux. Тут нет никакого выносного индикатора состояния. Только один светодиод отображает состояние того, что устройство работает. Аналогично обошлись с зарядкой аккумулятора. Никакой умной схемы тут нет. Плата постоянно выдает 13.8 вольт с током в 0.5 ампера на зарядку аккумулятора и все. Никакой автоматической или ручной регулировки не предусмотрено. Да, аккумулятор будет заряжаться медленнее, чем с применение схем с регулировкой напряжения, но при использовании модуля для резервного питания, когда переход на питание от батареи может случиться и раз в год, данный факт не является критичным.

При первом осмотре модуля меня немного насторожило, что при легком потряхивании или покачивании из устройства доносится легкое металлическое лязганье. Все попытки выяснить, что же это там громыхает, не увенчались успехом. Локализовать источник  звука так и не удалось. Впрочем, на работоспособности звук никакого влияния не оказал. Все работает штатно. Аккумулятор заряжается, резервное питание подается, все работает так, как и должно быть.

Кстати, Mean Well пришлось закупать в российских магазинах. Разница с AliExpress оказалась совсем смешной и составила всего 800₽. Тем более, что Mean Well дает 2-х летнюю гарантию, а заодно обещает 20-ти летнюю работоспособность устройства (сомнительно, но поверить можно).


Опубликовано автором kvv в следующих категориях:
DIY железо статья

Поделиться ссылкой:

Можно ли использовать автомобильный аккумулятор для ИБП

Оглавление:

  1. Учитываем нюансы
    1. Размещение
    2. Необходимость в переделке ИБП
    3. Тип аккумулятора
    4. Емкость батареи
  2. Аргументы против
  3. Насколько это удобно и корректно?

Периодические отключения света мало кого радуют, особенно, тех, кто «не успел сохраниться». Поэтому приобретение источника бесперебойного питания – вполне здравая мысль. Но при эксплуатации такого устройства многие понимают, что он обеспечивает только корректное завершение работы компьютера или недлительное освещение комнаты с помощью светодиодной лампы. Нужно больше. И тогда возникает мысль об автомобильном аккумуляторе – 7 А*ч не сравнить с 65 А*ч, к примеру. На первый взгляд, все просто и логично, но можно ли использовать автомобильный аккумулятор для ИБП?

Учитываем нюансы

Как показывает практика, это возможно, и многие это практикуют. Преимущества и выгоды очевидны, учитывая гораздо меньшую стоимость и большую емкость автомобильных АКБ.

Но нужно учитывать такие моменты, как:

  • грамотное размещение батарей, особенно, если их несколько;
  • необходимость в переделке ИБП;
  • тип аккумулятора;
  • его емкость.

Размещение

Главный аргументом «против» в вопросе можно ли использовать автомобильный аккумулятор ИБП дома является выделение водорода в процессе зарядки. Это действительно происходит, вода разлагается на водород и кислород, эти газы выводятся за пределы корпуса батареи. И в достаточной концентрации, при наличии искры, способны взорваться.

В автомобиле аккумулятор размещается в хорошо проветриваемом пространстве, поэтому газы быстро рассеиваются. Но что мешает разместить АКБ дома так, чтобы обеспечить хорошее проветривание? Например, на балконе – этого вполне достаточно. Кроме того, что бы ни заявляли производители аккумуляторов для ИБП, корпуса в них не такие и герметичные. И, тем не менее, качественные модели не взрываются. В этом смысле без проблем можно подключить автомобильный аккумулятор ИБП и наслаждаться его бесперебойной работой.

Необходимость в переделке ИБП

Действительно, просто так подключить автомобильный аккумулятор к источнику бесперебойного питания нельзя. Но найти инструкцию, схемы переделки не так уж сложно. Главное – предотвратить нагрев трансформатора в процессе зарядки, а нагрев будет. Для этого ИБП располагают либо в прохладном месте, либо подсоединяют к нему кулер, так, чтобы поток воздуха был направлен на трансформатор. С помощью кулера легко решается и проблема с концентрацией водорода возле ИБП.

Тип аккумулятора

Можно использовать стандартный кислотный, но для удобства и большей длительности эксплуатации рекомендуют приобретать гелевые. Они меньше склонны к саморазряду, так как электролит более густой, и все процессы в нем протекают медленнее. Кроме того, в гелевых моделях меньший риск протечки электролита, хотя при грамотной установке этот риск и без того минимален.

Емкость батареи

Ее следует выбирать, исходя из списка подключенных к ИБП устройств. Плюс – расчет времени питания, который должен обеспечиваться при отключении электричества. К примеру, б/у аккумулятор 100 Ач обеспечивает питание компьютера больше 1,5 часов.

Аргументы «против»

Конечно же, автомобильные батареи не предназначены для использования в источниках бесперебойного питания. И специалисты приводят несколько аргументов против такой эксплуатации.

Первый – малый срок службы батареи. Обусловлено это разной толщиной свинцовых пластин, у автомобильного АКБ они примерно в два раза тоньше. Но если сравнивать срок службы и стоимость батарей… Разница в цене существенна (в пользу автомобильной), а по сроку службы оба варианта не слишком отличаются. В среднем, 5 лет для «родной» и 3 года для автомобильной.

Второй – быстрый выход из строя после 10-15 циклов разряда. Да, это факт, ведь в машине полный разряд возникает не так уж часто. Но если ИБП запрограммировать на отключение при 20% заряда, проблема легко решается.

Последний аргумент – невозможность заряда АКБ из-за разницы в зарядном токе. Действительно, зарядный ток ИБП составляет около 14 В, а АКБ, номинально, 12В. Но напряжение в автомобиле не будет постоянным, оно меняется в диапазоне от 11В до 15В. Так что номинальная разница – не помеха.

Но влияет сила тока, у большей части источников бесперебойного питания она меньше, чем у генератора машины. Но это не делает зарядку невозможной – да, батарея будет заряжаться дольше, возможно, до нескольких суток. Но заряд будет 100%, а учитывая частоту отключения света в квартирах, этого вполне достаточно.

Насколько это удобно и корректно?

Задумываясь о замене «родной» батареи на автомобильную, нужно обладать не только теоретическими знаниями, но и понимать в электротехнике, иметь определенный опыт. Иначе «самоделка» приведет к полной порче ИБП, а в серьезных случаях и к пожару. Поэтому, если вы не имеете практического опыта, лучше не рискуйте.

Нужно учитывать и громоздкость получившейся конструкции – занимать она будет в два раза больше места. Плюс – эстетика. Да, бывают и вполне эстетичные «самоделки», но даже их стоит убрать из виду.

Удобство и безопасность эксплуатации. Тоже придется потрудиться, чтобы вся конструкция была достаточно удобной и функциональной, при этом не было риска пожара или ожога кислотой.

Что касается корректности, то выгода от использования автомобильного АКБ очевидна. Поэтому эту дилемму каждый решает сам. Наш интернет-магазин позаботился о том, чтобы вы смогли купить новый автомобильный аккумулятор, достаточно просто позвонить к нам или оставить заявку на сайте. Предоставляем исключительно сертифицированный товар от известных брендов, среди которого вы гарантированно сможете подобрать оптимальное решение для собственных целей. Доставку проводим по всей территории Украины.

Удалось ли сделать резервную копию? Обеспечение бесперебойного питания

17 августа

Тони Армстронг, Стив Нот (Analog Devices)

Для работы портативных электронных устройств с постоянным или длительным включением необходим резервный источник питания. Микросхемы диспетчеров питания производства Analog Devices LTC4040 или LTC4041 позволяют легко подключить резервное питание в виде Li-Ion-аккумулятора или суперконденсатора соответственно в случае сбоя или потери основного питания.

В нынешнем мире, основанном на передаче информации, многие электронные системы работают непрерывно вне зависимости от условий внешней среды. Другими словами, еще на стадии проектирования следует предусмотреть любой сбой в источнике питания системы, каким бы кратковременным он ни был. Наиболее распространенный способ справиться с такими обстоятельствами – использовать на случай кратковременных прерываний источники бесперебойного питания (ИБП), тем самым обеспечивая высокую надежность и непрерывную работу системы. Точно так же многие современные аварийные системы проектируются с использованием резервной системы электропитания зданий, чтобы гарантировать работу систем безопасности и критически важного оборудования при отключении электроэнергии вне зависимости от причин такого отключения.

Наглядные примеры можно найти в портативных электронных устройствах, используемых в повседневной жизни. Поскольку надежность имеет первостепенное значение, портативные устройства разрабатываются с использованием легких источников питания для надежного использования в повседневных условиях. Но никакая инженерная проработка проекта не может быть гарантией от плохого обращения с оборудованием со стороны пользователей. Например, что происходит, когда пользователь роняет портативное сканирующее устройство, в результате чего отсоединяется аккумулятор питания? Такие события с точки зрения электроники непредсказуемы. Важные данные, хранящиеся в энергозависимой памяти, были бы утеряны без системы безопасности, имеющей достаточный запас энергии для обеспечения резервного питания устройства вплоть до замены аккумуляторной батареи или перенесения данных в постоянную память.

Этот пример демонстрирует необходимость альтернативного источника питания в электронных системах на случай сбоя в первичном источнике.

В автомобильных электронных системах есть много приложений, требующих непрерывного поддержания электропитания, даже когда автомобиль припаркован и двигатель не работает. Это, например, электронный замок, система безопасности и даже персональные информационно-развлекательные системы. Последние из упомянутых обычно включают функции навигации, определения местоположения по GPS и функции eCall. Легко понять, почему эти системы должны оставаться включенными, даже когда автомобиль не движется. Функция GPS должна быть всегда включена на случай чрезвычайных ситуаций и в целях безопасности. Это требование важно, чтобы при необходимости внешний оператор мог активировать экстренное реагирование спецслужб.

Рассмотрим систему eCall (например, систему OnStar® американской компании General Motors) , которая все чаще устанавливается в новых моделях автомобилей. Установка систем подобного типа обязательна для всех новых автомобилей и легких грузовиков, проданных в Евросоюзе после 31 марта 2018 года. Это довольно простая технология: в случае столкновения, при котором срабатывают подушки безопасности автомобиля, система eCall автоматически связывается с экстренной службой. Система использует GPS для передачи экстренным службам времени, местоположения, модели автомобиля и даже типа используемого топлива. В то же время микрофон в салоне автомобиля позволяет после активации системы напрямую общаться с оператором. Система eCall может сообщать, в каком направлении вы двигались, когда произошел инцидент, что даст понять, с какой стороны автострады нужно подъехать к месту аварии. Все это позволяет службам скорой помощи, полиции и пожарным как можно быстрее добраться до вас после аварии, вооружившись максимальным объемом информации. Водитель также может активировать eCall, нажав кнопку, поэтому, если кому-то станет плохо (или человек получит травму в результате столкновения, при котором не сработали подушки безопасности), помощь все равно придет.

Варианты источников энергии в системах резервирования

После признания всеми сообществами необходимости резервного питания в широком спектре систем возникает вопрос: каковы варианты источников энергии для такого типа резервного питания? Традиционно использовались конденсаторы и аккумуляторные батареи.

Конденсаторная технология играет важную роль в системах передачи и доставки энергии на протяжении многих десятилетий. Например, тонкопленочные конденсаторы и конденсаторы на масляной основе традиционной конструкции выполняли множество функций, таких как коррекция коэффициента мощности и балансировка напряжений. Однако за последнее десятилетие были проведены исследования и разработки, которые привели к значительному прогрессу в конструкции и возможностях конденсаторов. Эти усовершенствованные конденсаторы были названы суперконденсаторами (также известны как ультраконденсаторы или ионисторы). Они идеально подходят для использования в системах хранения энергии аккумуляторов и в системах резервного питания. Суперконденсаторы имеют предел с точки зрения общего накопления энергии. Тем не менее, они энергетически емкие. Кроме того, они способны почти мгновенно отдавать высокие значения энергии и быстро перезаряжаться.

Суперконденсаторы не только компактны, но прочны и надежны, а также удовлетворяют требованиям системы резервного копирования на случай кратковременных сбоев питания, как описано выше. Кроме того, их легко подключить параллельно, последовательно или в параллельно-последовательной комбинации, чтобы обеспечить необходимые для конечного приложения напряжение и ток. Тем не менее, суперконденсатор – это больше, чем просто конденсатор с очень высокой емкостью. По сравнению со стандартными керамическими, танталовыми или электролитическими конденсаторами суперконденсаторы обладают более высокой плотностью энергии и большей емкостью при аналогичном форм-факторе и весе. И хотя суперконденсаторы требуют особого ухода, они дополняют или даже заменяют аккумуляторные батареи в устройствах для хранения данных, требующих сильноточного, но кратковременного резервного питания.

Помимо упомянутого, они находят применение в различных устройствах с высокой пиковой мощностью и в портативных устройствах, нуждающихся в сильноточных импульсах или мгновенном резервном питании от аккумулятора, например в системах ИБП. По сравнению с аккумуляторными батареями суперконденсаторы обеспечивают более высокие всплески пиковой мощности при большей компактности и обладают более длительным циклом зарядки в более широком диапазоне рабочих температур. На практике срок службы суперконденсатора может быть увеличен за счет снижения начального напряжения конденсатора и предотвращения высоких температур (> 50°C).

В отличие от суперконденсаторов, аккумуляторные батареи могут хранить большое количество энергии, но ограничены с точки зрения удельной мощности и передачи энергии. Из-за химических реакций, происходящих в батарее, срок ее службы ограничен. В результате они наиболее эффективны при выдаче скромных объемов мощности в течение длительного периода времени, поскольку очень быстрое извлечение из них большой емкости серьезно ограничивает их полезный срок службы. В таблице 1 приведены плюсы и минусы суперконденсаторов, конденсаторов и аккумуляторных батарей.

Таблица 1.  Сравнительные свойства различных источников резервной энергии

Наименование Суперконденсатор Конденсатор Аккумулятор
Единицы хранения энергии Вт⋅сек Вт⋅сек Вт⋅час
Метод заряда Напряжение на клеммах (например, от аккумулятора) Напряжение на клеммах (например, от аккумулятора) Ток и напряжение
Параметры мощности Быстрый разряд, линейное или экспоненциальное падение напряжения Быстрый разряд, линейное или экспоненциальное падение напряжения Постоянное напряжение в течение длительного периода времени
Время зарядки/ разрядки от мсек до сек от псек до мсек от 1 до 10 часов
Форм-фактор Миниатюрный От миниатюрного до большого Большой
Масса от 1 до 2 г от 1 г до 10 кг от 1 г до >10 кг
Плотность энергии Вт ч/кг от 1 до 5 от 0,01 до 0,05 от 8 до 600
Плотность мощности, Вт/кг высокая, >4000 высокая, >5000 низкая, от 100 до 3000
Рабочее напряжение от 2,3 до 2,75 В/элемент от 6 до 800 В от 1,2 до 4,2 В/элемент
Срок службы > 100 тыс. циклов > 100 тыс. циклов от 150 до 1500 циклов
Рабочая температура,°C от -40 до 85 от -20 до 100 от -20 до 65

Новые решения по резервированию питания

Теперь, когда мы установили, что суперконденсаторы, аккумуляторы или их комбинация являются кандидатами для использования в качестве резервных источников питания практически в любой электронной системе, рассмотрим, какие существуют доступные решения.

Прежде всего, во время сбоя основного питания любое решение в виде интегральной схемы (ИС) должно представлять собой полную систему управления резервным питанием, начиная с литиево-ионного аккумулятора, способного поддерживать в рабочем состоянии шины питания от 3,5 до 5 В. Поскольку аккумуляторы вырабатывают значительно больше энергии, чем суперконденсаторы, они лучше подходят для приложений, требующих резервного питания в течение длительных периодов времени. Соответственно, любое интегральное решение должно иметь двунаправленный синхронный преобразователь на кристалле для обеспечения высокоэффективной зарядки резервного аккумулятора, а также – возможности подачи сильноточного резервного питания на нагрузку в случае прерывания на основной шине питания. Таким образом, при наличии внешнего источника питания данное решение будет работать как понижающее зарядное устройство для одноэлементных Li-Ion- или LiFePO4-аккумуляторов, отдавая предпочтение системной нагрузке. Однако, если напряжение входного источника питания внезапно упадет ниже установленного регулируемого порогового значения (сбой напряжения питания, PFI), микросхема должна будет работать как повышающий стабилизатор, способный выдавать несколько ампер на выходе системы, питающейся от резервной батареи. Соответственно, если произойдет сбой питания, тогда ИС потребуется управление трактом питания, чтобы обеспечить обратную блокировку и плавное переключение между входной мощностью и резервным источником питания. Стандартные приложения, где может применяться ИС такого типа – отслеживание автопарка и перемещения деталей на производстве, автомобильные регистраторы данных GPS, автомобильные телематические системы, системы взимания платы за проезд, системы безопасности, системы связи, промышленное резервное копирование и устройства с питанием от USB. На рисунке 1 показана типовая схема включения ИС LTC4040 производства Analog Devices из линейки решений Linear Technology, представляющей собой диспетчер резервного питания от литий-ионных аккумуляторов.

Рис. 1. Резервный источник питания, использующий LTC4040 с установленным пользователем порогом PFI

LTC4040 также опционально может содержать дополнительную защиту от перенапряжения (OVP), которая предохраняет ИС от воздействия входного напряжения более 60 В. Регулируемая функция ограничения входного тока позволяет работать от источника с ограничением тока, отдавая приоритет току нагрузки системы над током заряда батареи. Внешний выключатель отключает первичный входной источник питания от системы во время резервного питания. ИС заряда аккумулятора LTC4040 на 2,5 А обеспечивает восемь выбираемых значений зарядного напряжения, оптимизированных для литий-ионных и LiFePO4 аккумуляторов. В микросхеме имеются мониторинг входного тока, функции индикации потери входной мощности и потери мощности системы.

Аналогом аккумуляторов являются суперконденсаторы. Однако они являются отличным выбором не для тех систем, в которых необходимо поддерживать длительные интервалы потери мощности , а для тех, которым требуется высокая мощность и кратковременное резервное питание. Соответственно, любая ИС, которая работает с приложениями данного типа, должна во время прерывания основного питания поддерживать шины питания от 2,9 до 5,5 В. Суперконденсаторы имеют более высокую удельную мощность, чем аккумуляторы. Это делает их идеальным выбором для систем, в которых требуется резервное питание с высокой пиковой мощностью в течение коротких интервалов времени. Например, ИС LTC4041 из линейки Power by Linear компании Analog Devices использует встроенный двунаправленный синхронный преобразователь в понижающем режиме для обеспечения высокоэффективной зарядки суперконденсатора, а также – сильноточного высокоэффективного резервного питания. При наличии внешнего источника питания микросхема работает как понижающее зарядное устройство для одной или двух ячеек суперконденсатора, отдавая предпочтение нагрузке системы. Когда входное напряжение падает ниже регулируемого порога PFI, LTC4041 переключается в режим повышения напряжения и может выдавать ток нагрузки до 2,5 А с питанием от суперконденсатора (ов). Во время сбоя питания элемент управления PowerPath ™ устройства обеспечивает обратную блокировку и плавное переключение с входного питания на резервное. Типовое применения LTC4041 – источники питания сквозного типа, сильноточные ИБП от 3 до 5 В, измерители мощности, промышленная сигнализация, серверы и твердотельные накопители. На рисунке 2 показана типовая схема применения LTC4041.

Рис. 2. LTC4041 в схеме резервного питания с суперконденсатором

LTC4041, также как и LTC4040, включает дополнительную функцию OVP с использованием внешнего полевого транзистора, который может защитить ИС от входного напряжения более 60 В. Внутренняя схема балансировки поддерживает равные напряжения на каждом суперконденсаторе и ограничивает максимальное напряжение каждого суперконденсатора до заранее определенного значения. Регулируемая функция ограничения входного тока позволяет работать от источника с ограничением тока, отдавая приоритет току нагрузки системы над током заряда батареи. Внешний выключатель отключает первичный входной источник питания от системы во время перехода на резервное питание. В микросхеме также реализованы мониторинг входного тока, функции индикации сбоя входного питания и индикации сбоя питания системы.

Заключение

В разработках систем с непрерывным питанием, где основной источник напряжения может выйти из строя или ненадолго отключиться, разумным выбором будет наличие резервного источника питания. Есть множество вариантов микросхем, которые разработчики могут рассмотреть в соответствии со своими конкретными потребностями. К таким решениям относятся и микросхемы диспетчеров резервного питания LTC4040/LTC4041. Эти ИС позволяют легко подключить резервное питание, если основное прервано или потеряно, независимо от того, служит ли в качестве резервного источника суперконденсатор, электролитический конденсатор или аккумулятор. LTC4040 и LTC4041 позволяют обеспечить конечную систему резервным питанием на краткий или длительный период времени.

                                               Перевел Дмитрий Кокшаров по заказу АО Компэл

•••

Наши информационные каналы

Аккумуляторная батарея для частного дома как резервный источник электроснабжения

Во время проживания вне больших городов собственники домов часто сталкиваются с проблемой перебоев в электроснабжении. Это бывает по многим причинам, например, из-за износа линий электропередач, погодных условий или неправильного разделения нагрузки. Чаще всего для решения этих проблем устанавливается резервное питание частного дома, которое бывает нескольких типов и решает различные задачи. В данной статье рассмотрены виды ИБП, какой резервный источник выбрать, и какими характеристиками обладает АКБ.

АКБ для частного дома

Источник бесперебойного питания

Для обеспечения снабжения электрическим током жилого помещения без перерыва существует несколько видов ИБП, которые классифицируются по исполняемым функциям. К ним относятся:

  1. Комплекс агрегатов, призванных подключаться автоматически при нарушении снабжения сетевой электроэнергии. Во время аварийных ситуаций автоматика самостоятельно принимает решение и подключает резервный источник питания, снабжающий дом и основные бытовые приборы. При этом сетевая линия отключается до момента возникновения подачи энергии;
  2. Постоянный источник электроснабжения. Эти приборы призваны обеспечивать постоянное снабжение электричеством жилой дом, что создает независимую от центральной линии систему, которая способна генерировать и накапливать энергию, используя аккумуляторы.

В обеих указанных выше системах имеется аккумуляторная батарея, которая является неотъемлемой их частью и используется в качестве накопителя и хранилища тока.

ИПБ

Также ИБП можно классифицировать, основываясь на принципе генерации электричества. В каждом из агрегатов есть свой источник питания: в первом случае это АКБ, которая накапливает ток во время работы приборов от центральной сети, а во втором – в качестве генерирующей силовой установки могут выступать солнечные батареи, бензиновый или дизельный генератор или ветряк. Подобная система особенно выгодна в отдаленных участках, при отсутствии поблизости центрального снабжения электричеством.

Виды АКБ для источника бесперебойного питания

Аккумуляторы для дома, используемые как резервное электроснабжение или в качестве основной коммуникации с альтернативным источником питания, в зависимости от своей конструкции бывают нескольких видов:

  1. Свинцово-кислотные АКБ – это блоки, в которых электролит расположен внутри металлической сетки, между которыми находятся синтетические волокна, пропитанные жидкостью. Данные батареи широко используются для источников бесперебойного питания, так как быстро заряжаются и выдают большее количество энергии. Но в связи с тем, что структура свинцовых пластин пористая, срок службы подобных деталей весьма ограничен и составляет не более пяти лет;
  2. Гелиевые аккумуляторы – это сложно устроенный агрегат, накапливающий и отдающий электрический ток, внутри которого вместо жидкого электролита расположен пропитанный гель. Он контактирует со стержнем, возникает электрохимическая реакция, но, благодаря свойствам геля, побочного эффекта в виде газа не возникает, поэтому эти батареи изготавливаются в герметичном корпусе.

Свинцово-кислотный АКБ

Таким образом, исходя из физико-химических свойств перечисленных АКБ, можно сделать вывод, что резервное электроснабжение лучше устраивать, используя гелиевые батареи, так как они обладают глубоким разрядом, что очень важно при необходимости обеспечить электричеством частный дом во время отключения основной линии. А для организации источника бесперебойного питания по альтернативной схеме лучше подходит АКБ, созданный по свинцово-кислотной технологии.

Важно! В обоих типах батарей, так как выделения газа являются минимальными, корпус изготавливается герметичным, и обслужить его не получится. После выработки своего ресурса изделие подлежит утилизации согласно техническим требованиям.

Гелиевый АКБ в герметичном корпусе

Многие собственники индивидуального жилья, выбирая аккумуляторы для дома, используемые при отключении электричества, в целях экономии пытаются заменить более дорогие гелиевые или свинцово-кислотные АКБ простыми батареями с жидким электролитом, которые предназначены для автомобилей. Конечно, их стоимость значительно ниже, но и функции, которые они выполняют, отличаются. Данный агрегат предназначен для максимальной выдачи тока определенного номинала и мощности, чтобы раскрутить стартер двигателя и выполнить его запуск. Он обладает хорошими характеристиками по короткому импульсу, но для длительной работы не подходит, так как быстро разряжается. К тому же его подзарядка занимает значительно больше времени, чем гелиевые или свинцово-химические АКБ.

Резервное электроснабжение: принцип работы

Энергоснабжение частного дома может осуществляться несколькими способами. В первую очередь, это сетевая линия, подающая электричество, генерируемое городской станцией. Преимуществом данной системы является то, что ток, поставляемый от организации, имеет хорошие характеристики, большую мощность и устойчивые показатели. К тому же собственнику жилья нет необходимости следить за электрооборудованием, все обслуживание системы проводят электроэнергетики со специализированной организации.

Также нередко применяется индивидуальное снабжение электроэнергией с применением альтернативных источников питания, таких как солнечные батареи или генераторы. Преимущества данной системы – это ее независимость от сетевой организации и бесперебойное снабжение током жилого помещения. Но для устройства подобной схемы понадобятся определенные знания и опыт, поэтому при планировании обеспечения дачи или частного дома электричеством именно от независимого источника стоит обратиться к квалифицированным специалистам.

Не важно, какой вид энергоснабжения выбран, обязательно нужно предусмотреть резервное питание для частного дома. Эта система позволяет организовать данный тип коммуникации таким образом, что даже во время отключения основной линии электропередачи или возникновения аварийной ситуации вместо генератора включается аккумулятор, который на протяжении некоторого времени позволяет пользоваться электричеством для поддержания хотя бы минимального комфорта и работы основных бытовых приборов. В каждой из систем предусмотрен свой тип АКБ, в зависимости от решаемой задачи.

Принцип работы резервного питания весьма прост: он заключается в непрерывном накоплении тока в емкости аккумулятора при рабочей сети. То есть в системе имеется зарядное устройство, которое подключено к АКБ и общей линии. Во время отключения тока происходит обратная реакция, и накопленная энергия устремляется на потребителя, после возникновения подачи электричества все процессы возвращаются в исходный вариант.

Аккумулятор для частного дома: схемы подключения

Схема подключения АКБ

Резервное электроснабжения для загородного дома с использованием аккумулятора может монтироваться по двум основным схемам:

  1. Последовательное соединение АКБ. При этом напряжение будет увеличиваться кратно, например, при использовании батареи номиналом 12В два последовательно соединенных изделия образуют сеть, равную 24В, чем больше аккумуляторов, тем выше этот показатель;
  2. Параллельная схема. В данном случае кратно увеличивается не напряжение, а сила тока, при этом мощность остается равной 12 Вольт, не зависимо от количества приборов.

Схему подключения необходимо применять в зависимости от расчета потребляемой энергии на бытовые приборы и в соответствии с нужным напряжением.

Технические характеристики АКБ для дома

Многие производители предлагают батареи с индивидуальными показателями, но большинство из них относительно схожи и имеют следующие характеристики:

  1. Рабочее напряжение номиналом 12 Вольт. Это средний показатель наиболее распространённых изделий; бывают АКБ и 24 Вольта, но используются они весьма редко;
  2. Емкость батареи для резервирования электроэнергии бывает разной: от 50 до 500 А/час. При необходимости больших объемов питания такие АКБ можно соединить в параллельную схему. Определить номинальную емкость изделия можно по весу: чем он выше, тем больше в детали свинцовых пластин, соответственно, и электрически заряженного материала намного больше;
  3. Габариты и корпус. В большинстве моделей в качестве оболочки используется герметично запаянный пластик, который хорошо переносит перепады температур и не боится влаги, а также окисления внутренней среды;
  4. Максимальный цикл заряда и разряда детали. В зависимости от емкости и устройства АКБ, она бывает от 50 до 250 циклов. Выбирать батарею для использования в бесперебойном электропитании необходимо, учитывая этот параметр, так как чем выше данный показатель, тем дороже будет АКБ.

Это основные характеристики, которые присущи большинству моделей аккумуляторов, используемых в качестве накопителя энергии в системах бесперебойного или аварийного электроснабжения.

Техника безопасности при эксплуатации АКБ

Дача является местом временного пребывания, поэтому при организации электроснабжения с использованием аккумуляторов, не зависимо от их вида, необходимо соблюдать основные правила техники безопасности при монтаже и эксплуатации, чтобы в момент отсутствия собственника в жилом помещении не возникло аварийных ситуаций.

В первую очередь, это обеспечение хорошей циркуляции воздушных масс в технической комнате, в которой расположены батареи. Так как побочным эффектом зарядки АКБ является образование вредного для человека газа в момент закипания электролита, его скопление может привести к отравлению или аллергической реакции. Поэтому для качественного проветривания помещение нужно оборудовать приточной и вытяжной вентиляцией, желательно работающей в автоматическом режиме.

Автоматический выключатель

Необходима установка термостатического датчика, отключающего питание зарядного устройства. Это необходимо для предотвращения вздутия или разрыва АКБ во время достижения им максимальной емкости.

Нужно периодически замерять рабочие параметры батареи, используя мультиметр или другое оборудование. Если технические характеристики в процессе эксплуатации значительно упали, то деталь необходимо заменить и провести точную диагностику всей системы для выяснения причины.

Запрещается использовать в резервном или автономном энергоснабжении автомобильные аккумуляторы с жидким электролитом. Так как они обладают низким ресурсом с точки зрения цикла подзарядки, который равен не более 50 раз, то срок их службы в данной системе составит не больше 6 месяцев.

Таким образом, при правильном выборе и грамотной эксплуатации аккумулятора для резервного питания частного дома оборудование прослужит вес срок, заявленный производителем, и не доставит проблем собственнику жилого помещения.

Видео

Оцените статью:

Как выбрать аккумулятор для автономного или резервного питания? © Солнечные.RU

Основным параметром любого аккумулятора является его емкость. В зависимости от того, в какой системе он будет применяться, нужно выбирать необходимый номинал.

В случае, если аккумулятор будет применяться в системе резервного питания и соответственно разряжаться он будет довольно редко (при сбое основного источника электричества), можно рассчитывать необходимую емкость исходя из 100% цикла разряда. И хотя 100% разряд вреден для любых свинцовых аккумуляторов, особенно, если нет возможности сразу их зарядить, в случае эксплуатации резервной системы таких разрядов накопится максимум десяток за год. А любой свинцовый аккумулятор (кроме автомобильных) способен выдержать до 200 полных (на 100%) циклов разрядки. То есть, при таком режиме теоретический срок службы должен составить 200/10=20 лет, однако максимальный срок службы аккумуляторных батарей равен 10 годам. Поэтому для систем резервного питания не имеет никакого смысла приобретать избыточные емкости исходя из 30% или 50% цикла разряда.

Саму же ёмкость нужно рассчитывать исходя из количества энергии, которую необходимо запасти.

Например, поставлена задача обеспечить круглосуточную работу насоса системы отопления и периодическую работу освещения:

  • мощность насоса — 50 Вт (работает 24 часа в сутки),
  • мощность нескольких энергосберегающих ламп — 100 Вт (работают в общей сложности 3 часа в сутки),
  • срок работы резервной системы — 2 суток.

Необходимо рассчитать емкость аккумуляторной батареи с учетом 100% разрядного цикла.

Расход электроэнергии за 2 суток составит 50*24*2+100*3*2=3000 Вт*час.

С учетом потерь в инверторе (возьмем для расчета — 10%), необходим запас энергии 3000+10%=3300 Вт*час.

При напряжении 12 В, необходимый номинал составит 3300/12=275 А*час, т.е. в этом случае необходимы 2 батареи емкостью по 140 А*ч.

Данный расчет приведен для случая, когда отсутствует автономный источник энергии, например в виде солнечных батарей. Если же в системе резервного питания предусмотрены солнечные батареи и допустим они выдают 500 Вт*сутки (а столько выдает одна 100 Ваттная панель в солнечную погоду), то необходимо внести соответствующую поправку в расчет, а именно:

При напряжении 12 В, необходимый номинал составит (3300-500*2)/12=192 А*час, т.е в этом случае будет достаточно 2-х батарей емкостью по 100 А*ч.

Для автономной системы желательно производить расчет исходя из 30% разрядного цикла, поскольку в этом случае срок службы аккумуляторов будет фактически определяться количеством циклов заряда/разряда, а это количество тем больше, чем меньше глубина разрядки.

Одним из важных параметров является тип аккумуляторной батареи — AGM, GEL (гелевый) или жидко-кислотный (чаще всего — автомобильный).

Для систем автономного питания применять автомобильные аккумуляторы не рекомендуется по той причине, что они не предназначены для длительной разрядки малыми токами и имеют минимальное число циклов среди прочих типов (обычно, не более 50). Их основное предназначение — отдать очень большой ток стартеру в течение нескольких секунд при старте двигателя.

Однако, существует еще один тип жидко-кислотных аккумуляторов, которые специально предназначены для разрядки малыми токами, так называемые OPzS. Этот тип имеет максимальное число циклов заряда/разряда, в большинстве случаев является обслуживаемым (т.е. требующим контроля за параметрами электролита), а кроме того имеет максимальную цену и по этой причине мало распространен.

Самым распространенным по причине низкой стоимости является AGM тип. Более дорогой, гелевый (GEL) тип также находит свое применение в солнечных электростанциях. О том, какой аккумулятор выбрать, AGM или гелевый, читайте на нашем сайте.

Как использовать автомобильный аккумулятор для аварийного питания — Банк домашних аккумуляторов

Что, если бы я сказал вам, что существует простой способ борьбы с отключением электроэнергии, который обойдется вам всего в 100 долларов или около того и аккумулятор вашего автомобиля?

Имея всего несколько предметов и аксессуаров, вы можете войти в первую стадию готовности, когда дело доходит до резервного питания для вашего дома, когда электричество отключается.

Как использовать автомобильный аккумулятор в качестве аварийного источника питания?

Для использования автомобильного аккумулятора в качестве аварийного источника питания преобразователь постоянного тока в переменный можно подключить к 12-вольтовой розетке в автомобиле для использования мощностью 150 Вт или менее или напрямую к автомобильному аккумулятору для приборов, требующих выше 150 Вт.Общая используемая мощность не должна превышать общую номинальную мощность инвертора.

Давайте обсудим, как справиться с кратковременным отключением электроэнергии, используя только машину, бензин, удлинители и преобразователь постоянного тока в переменный. Я расскажу, что можно и что нельзя использовать в автомобиле, что вам понадобится и как подключить. Давайте начнем!

Что вам понадобится

Давайте разберемся с тремя основными вещами, которые вам понадобятся, чтобы добиться успеха в этом начинании.Мы предположим, что у вас есть машина, если вы все еще читаете на этом этапе.

1. Инвертор

Лично у меня два инвертора, и я собираюсь купить один поменьше, когда в следующий раз подойду к нему. В настоящее время я использую 800 и 400 Вт — обе марки Duracell. Они не доставили мне никаких проблем и были отличными товарищами при отключениях электроэнергии и во время путешествий. Я не сторонник того, чтобы их нельзя было к чему-то прижать.Следующим, что я получу, скорее всего, будет Уистлер или Кобра.

Недавно я обнаружил радость использования липучки для закрепления моих силовых инверторов на поверхностях. Моя любовь к инверторам Duracell остается неизменной!

Одобренный! Инвертор Duracell на 800 Вт слева, а их инвертор на 400 Вт справа.
  • 800-1000 + Watt : Они отлично подходят для более крупных билетов, и тогда у них есть немного свободного места для маневра. Вы можете включить на них небольшой телевизор и по-прежнему иметь возможность включать свет и питать свои устройства, модем и маршрутизатор.Обычно у меня есть 800-ваттный инвертор, подключенный к аккумуляторной батарее или автомобильному аккумулятору, если есть вероятность, что мы будем смотреть телевизор и использовать 300-ваттный подогреватель для бутылочек, так как у нас есть новорожденный. Если вы научитесь кормить ребенка теплым молоком или смесью на таком мероприятии, то почувствуете себя Родителем года!
  • 400 Вт: Если мы просто хотим включить свет, подключить устройства и зарядить компьютер, я использую инвертор на 400 Вт. Практически все, для чего я бы использовал 800-ваттный инвертор, без телевизора или подогревателя для бутылочек.Если я просто хочу смотреть телевизор и иметь пару светодиодных ламп для освещения во время зарядки телефона, 400-ваттный инвертор тоже может это сделать. Вам просто нужно начать более внимательно относиться к тому, сколько ватт вы используете, когда вы уменьшаете номинальную мощность инвертора.
  • < 400 Вт : Имейте в виду, что инверторы тоже потребляют электричество, а более дешевые — намного больше. Если вам удастся приобрести качественный маленький, вы сможете включать свет и заряжать одно или два устройства, не сильно нагружая аккумулятор.Конечно, вам все равно нужно время от времени заводить машину на 15–30 минут, чтобы зарядить аккумулятор электричеством от генератора.

2. Бензин

Независимо от того, планируете ли вы использовать свой автомобиль только в качестве резервного источника питания, имеете ли вы генератор или выделенный аккумулятор, вам понадобится запас бензина. Некоторые люди, которые действительно увлекаются этим образом жизни, могут хранить до 12 пятигаллонных контейнеров. Я могу это оценить, но в настоящее время мне достаточно 6 кувшинов по пять галлонов.В двух моих кувшинах для генератора есть бензин, не содержащий этанола. У остальных 4 есть обычный бензин для моих машин, газонокосилки и генератора, если до этого дойдет.

Газ без этанола, обработанный SeaFoam.

Наличие бензина под рукой позволяет в экстренной ситуации покинуть территорию, если на АЗС вышли из строя насосы. Это также позволяет вам укрыться в вашем доме в течение длительного периода времени. Вы сможете использовать свой автомобиль в качестве генератора, сам генератор или оставить автомобиль / генератор работающим для подзарядки выделенного аккумулятора, который у вас может быть.

Вращение и обработка:

Вы должны помнить, что бензин предназначен для использования, а не для хранения в течение длительного времени. Если вы собираетесь хранить его какое-то время, вам нужно сначала обработать его. Я лично сейчас использую Sea Foam, и мне она отлично подходит. Раньше я тоже пользовался Stabil, и у меня никогда не было проблем. Преимущество Sea Foam заключается в том, что он очищает ваш двигатель, когда вы начинаете его использовать.

Что касается их вращения, я просто держу рядом с ними рулон изоленты и каждый раз, когда заправляю его, я маркирую его типом бензина, датой и подтверждаю, что обработал его для хранения.Затем, примерно через 6 месяцев, я сливаю один из них в бензобак своей машины и заправляю бензином того типа, который был в нем раньше. Наклейте на него новую этикетку, и в следующем месяце вы выберете другой кувшин, срок хранения которого составляет 6 месяцев. Вспенить, промыть, повторить. Не беспокойтесь о том, что пропустите месяц. Пока вы используете их в течение года, у вас не будет никаких проблем.

3. Удлинитель и аксессуары

Это более приземленная часть настройки системы.На самом деле, все, что вам нужно, — это пара шнуров длиной 25 и 50 футов, чтобы начать настройку дома. Я предпочитаю иметь шнуры 12 и 14, чтобы я был уверен, что они выдержат любую нагрузку, которую я буду использовать с инвертором для обычных предметов домашнего обихода. Помимо шнуров, вам понадобится полдюжины (или больше) домашних удлинителей меньшего размера, чтобы можно было ответвляться от основных удлинителей.

Скорее всего, у вас уже есть многие из этих вещей. Используйте Т-образные переходники с 3 заземленными розетками для создания точек ответвления.Также удобно иметь 2 штыревых патрона для ламп (со шнуром или без него). Таким образом, у вас будет светодиодная лампочка с низким энергопотреблением, которую можно отсоединить и снова вставить в нужное место.

Разветвители, штепсельные розетки и переходники с «земли» на «без земли».

Итак, что именно я могу использовать в своей машине?

Ладно, дети начинают жаловаться, что телевизор просто выключился. Вы беспокоитесь о более взрослых вещах, таких как испорченная еда в морозильной камере и сохранение этой таблицы на компьютере.К счастью, если вы немного подготовились к цене ниже 100 долларов, у вас должно быть все готово, чтобы справиться с такой ситуацией. Когда речь заходит о том, как вы используете энергию от автомобильного аккумулятора, основными факторами в этой ситуации будут погода и ваша конкретная жизненная ситуация.

Холодильник ?:

Имейте в виду, что морозильная камера и холодильник специально сконструированы так, чтобы оставаться холодными. Пока вы не открываете их постоянно, у вас будет много времени.Через 4 часа я начинаю волноваться, а ближе к 6 мне нравится набирать силу. Если у вас более новый холодильник Energy Star , вы, вероятно, сможете запустить их с инвертором мощностью не менее 800–1000 Вт (желательно больше).

Проверьте наклейку на холодильнике, чтобы получить представление об энергопотреблении. Помните, что вольт x ампер = ватт. Кроме того, помните, что для компрессора потребуется скачок мощности, намного превышающий рабочую мощность, и ваш инвертор должен будет справиться с этим скачком.

Просто не забывайте, что ваша машина работает, пока вы это делаете, и запускайте морозильную камеру или холодильник на час или два каждые 6 часов или около того. Также имейте в виду, что тип используемого вами инвертора (модифицированный по сравнению с истинной синусоидой) может повлиять на двигатель вашего холодильника и повредить его. Истинные синусоидальные инверторы дороже, но они того стоят, если вы можете себе это позволить, и они обеспечат ваши приборы максимальной мощностью.

Поскольку у меня есть модифицированные синусоидальные инверторы, я не пытаюсь запускать свой холодильник на машине и буду пытаться это только в том случае, если электросеть будет отключена из-за стихийного бедствия, и я не видел перспективы восстановления электроэнергии в течение длительного времени. .Большинство отключений в моем районе длятся от нескольких часов до нескольких дней. Для меня не стоит рисковать жизнью своего холодильника, если ценность пищи внутри этого не оправдывает.

Дополнительные советы по хранению продуктов в холодном состоянии во время отключения электроэнергии:
  • В хорошие времена и у вас есть электричество, используйте пустое место в морозильной камере кувшинами и бутылками с водой. Вода замерзнет, ​​и у вас будут огромные пакеты со льдом разных размеров. Когда электричество отключится, просто выньте пакет со льдом из морозильной камеры и положите его в холодильник, чтобы он оставался прохладным, пока не отключите электричество.Кроме того, вы будете использовать меньше энергии и сэкономить деньги на счетах за электроэнергию, поскольку морозильная камера не будет работать, чтобы сохранять дополнительное пространство холодным, а бутылки с замороженной водой сами помогут сохранить холод всей морозильной камеры!
  • Когда отключится электричество и вы переместите несколько бутылочек / кувшинов со льдом в холодильник, переместите молочные продукты и продукты, быстро портящиеся из холодильника, в морозильную камеру. Так вы увеличите жизнеспособность всего.
  • Используйте дополнительные одеяла и сложите их на морозильных камерах и холодильниках и вокруг них для дополнительной изоляции.
  • Если зимой у вас отключится электричество, воспользуйтесь морозом. Если на улице снег, наполните ими холодильники и положите предметы внутрь.

Какие приборы я могу использовать для питания от автомобильного аккумулятора?

Теперь такие базовые вещи, как светодиодные фонари с низким энергопотреблением, мобильные устройства, зарядные устройства AA и AAA и даже телевизор, могут получать питание от инвертора автомобильного аккумулятора. Если вы собираетесь использовать только фары и устройства с низким энергопотреблением (150 или меньше), я рекомендую заводить машину каждые 45-60 минут по 20-30 минут за раз, чтобы заряд батареи оставался полностью заряженным.

Помните, автомобильный аккумулятор не является аккумулятором глубокого разряда. Если вы хотите запустить телевизор или другое устройство, которому требуется умеренная мощность (от 150 до номинальной мощности инвертора), вам нужно запустить автомобиль, используя в это время аккумулятор.

Не следует пытаться подключать мощные предметы, такие как фены, микроволновые печи, кофеварки и т. Д. Они просто выталкивают аккумулятор и инвертор за пределы того, для чего они предназначены.Помните, у нас есть самодельный мини-генератор, также известный как ваш автомобиль. Мы просто используем его для освещения и зарядки мультимедийных устройств, а также аккумуляторов для фонарей, пока мы не разберемся со всем.

Настройка инвертора: Инвертор временно крепится к доске большими скобами и маленькими эластичными шнурами. Я приклеил к плинтусу деревянные распорки, чтобы металлические предметы не попадали в точки подключения шнуров к инвертору.

Если идет дождь, я частично загоняю машину в гараж с выхлопной трубой снаружи. Если у вас нет гаража или укрытия для вашей машины, вам нужно подождать, пока уйдет шторм, так как ваш инвертор не хочет намокать. Как только вы поместите автомобиль в безопасное место, откройте капот и найдите аккумулятор.

При выключенном автомобиле просто подсоедините красный шнур инвертора к положительной клемме аккумулятора, а черный шнур — к отрицательной клемме. Затем заведите автомобиль и включите инвертор.Я даю ему минуту или около того, прежде чем наложить на него нагрузку. Когда он будет готов, просто подключите к нему удлинитель, а остальное — то, что вы обычно делаете с любым бытовым прибором в доме.

Многие инверторы позволяют вам проверять дисплей, чтобы увидеть, сколько энергии вырабатывается и используется. Когда вы закончите, отсоедините удлинитель от инвертора, выключите инвертор, выключите автомобиль и отсоедините инвертор.

Совет по использованию инвертора под кожухом — установить инвертор на плату (с помощью самоклеящейся липучки, если у нее нет точек крепления), чтобы он мог сесть, чтобы он не находился прямо на чем-то горячем. двигатель.Кроме того, плата помогает предотвратить падение инвертора и прикосновение чего-либо к обоим клеммным кабелям, где они подключаются к инвертору, что может вызвать короткое замыкание и обжарить ваш блок.

Это основы для простой настройки аварийного питания вашего автомобиля! Если вы совсем не готовы к отключению электричества, вы сможете получить большинство предметов, которые вам нужны в этой статье, по цене менее 100 долларов. Оттуда, если вас интересует специальная система резервного питания от батареи, вы можете ознакомиться с другими статьями на этом сайте и сэкономить на следующем отключении электроэнергии, чтобы вы могли быстро пройти через нее стильно! Поверьте мне, когда вы правильно подготовитесь, вы почувствуете облегчение и волнение и почти пожелаете кратковременного отключения электроэнергии, чтобы проверить свою подготовку!

Как превратить автомобильный аккумулятор в розетку питания

, Брайан ТрандемОбновлено 18 сентября 2017 г.

Bestek Corp.

Могут возникнуть ситуации, в которых будет полезно иметь возможность запускать предметы домашнего обихода, такие как радио, аварийный прожектор, компьютер или зарядное устройство для сотового телефона, от автомобильного аккумулятора. Например, во время отключения электроэнергии может быть вопросом безопасности иметь возможность слышать прогнозы погоды, получать доступ к Интернету или держать свой мобильный телефон заряженным.

Люди, обладающие навыками выживания или готовности к чрезвычайным ситуациям, знают, что с помощью простого устройства, известного как инвертор, 12-вольтный электрический ток, производимый обычным автомобильным аккумулятором, может быть преобразован в 120-вольтный ток, который может питать многие типы обычных вилок. -в устройствах.Инвертор можно использовать на аккумуляторе, который уже установлен в вашем автомобиле, но многие люди предпочитают хранить пару запасных автомобильных аккумуляторов дома, чтобы держать их заряженными именно для таких нужд.

Постоянный ток и переменный ток

Проблема не только в том, что в вашем автомобильном аккумуляторе нет розеток с прорезями для подключения радио или прожектора. Автомобильные аккумуляторы работают от постоянного тока напряжением 12 вольт. С другой стороны, ваши бытовые приборы работают от 110–120 вольт переменного тока, а это означает, что ток течет переменными импульсами с частотой 60 МГц, а не постоянным прямым током электричества, как в батареях постоянного тока.Поэтому, прежде чем какой-либо бытовой прибор можно будет использовать с автомобильным аккумулятором, вам понадобится устройство, которое теперь имеет только розетки с прорезями, в которые можно вставлять вилки на ваших устройствах, но также преобразует электричество в переменный ток с правильным напряжением.

Вот здесь-то и вступает в игру силовой инвертор. Инвертор питания, доступный в автосалонах, хозяйственных магазинах и интернет-магазинах, представляет собой изящное устройство, в котором есть кабели или провода, которые зажимают клеммы автомобильного аккумулятора.В инвертор встроены одна или несколько розеток с прорезями, которые принимают вилки от бытовых устройств. При подключении к заряженному аккумулятору он позволяет запитывать устройства на 110/120 вольт в течение ограниченного периода времени.

Многие инверторы теперь продаются как с зажимами аккумулятора, так и с вилкой, которую можно вставить непосредственно в розетку источника питания (прикуриватель) в автомобиле, для использования в тех случаях, когда вы используете аккумулятор, уже установленный в Ваш автомобиль.

Если вы покупаете инвертор для использования с автомобильным аккумулятором, следует помнить несколько вещей:

  • Убедитесь, что вы покупаете инвертор, предназначенный для 12-вольтовой батареи . Большинство из них будет помечено словами типа «преобразователь с 12 вольт на 110 вольт». Инвертор, рассчитанный на другое напряжение, не будет работать от автомобильного аккумулятора.
  • Ищите один с кабельными зажимами И штекером . Это позволит вам использовать инвертор как на автономных батареях, так и на батарее, уже установленной в вашем автомобиле.
  • Рассмотрим мощность . Все бытовые приборы имеют разную мощность, и вам нужно убедиться, что ваш инвертор подходит для питания устройств, которые вы хотите использовать.Прожектор, радиоприемник или зарядное устройство для телефона потребляют относительно мало энергии, и инвертор на 150 или 300 Вт, вероятно, будет работать нормально. Но устройства с двигателями или устройства, которые нагревают или охлаждают, такие как обогреватель или электрический кулер для пищевых продуктов, потребляют значительно больше мощности и вообще не будут работать, если у вас нет инвертора мощностью 500, 750 или даже 1000 Вт. . Однако имейте в виду, что чем больше мощность, тем быстрее вы разряжаете аккумулятор.

Использование инвертора питания

Когда переключатель инвертора находится в положении ВЫКЛ, подсоедините отрицательный зажим (обычно окрашенный в черный цвет) к отрицательному полюсу батареи.Затем подключите положительный зажим (обычно красного цвета) к положительному полюсу батареи.

Советы

Если вы используете аккумулятор, установленный в автомобиле, и ваш инвертор имеет разъем, просто вставьте вилку в гнездо для аксессуаров (прикуриватель) в автомобиле.

Выключив бытовое устройство, вставьте его шнур питания в розетку с прорезью на инверторе.

Установите переключатель на инверторе в положение ВКЛ. Затем включите домашнее устройство, которое хотите запустить.Если он не работает, это означает, что либо аккумулятор недостаточно заряжен для обеспечения необходимой мощности, либо зажимные разъемы подключены ненадежно. Однако обычно ваше устройство начинает работать.

По окончании использования устройства выполните процесс в обратном порядке: выключите бытовое устройство, выключите инвертор, затем отключите устройство от сети и, наконец, отсоедините кабели от аккумулятора, начиная с положительного полюса питания.

Советы

Аккумулятор, у которого заканчивается заряд, можно зарядить с помощью зарядного устройства, подключенного к бытовой розетке, но это не очень хорошо, если в вашем доме нет электричества или если вы находитесь в удаленном месте, где нет розеток. .В крайнем случае, ваш инверторный аккумулятор можно перезарядить, установив его в автомобиле и запустив двигатель, или используя автомобильный аккумулятор, чтобы «заряжать» его стандартными соединительными кабелями. После подключения инверторного аккумулятора к автомобильному аккумулятору запустите двигатель автомобиля, чтобы восстановить заряд.

Как создать систему резервного питания

Power to go! Бывают случаи, когда всем нам нужно электричество, когда мы находимся в нескольких милях от ближайшей электрической розетки. Два ключевых компонента для получения энергии на ходу — это мобильный цифровой инвертор мощности и аккумулятор.В идеале батарея с глубокими ячейками выдержит постоянный разряд и перезарядку, которым вы ее будете подвергать.

Что побудило нас исследовать этот DIY-проект, так это желание иметь постоянное электроснабжение в случае полного отключения системы. Хотя желание оставаться на связи в дороге также было мотивирующим фактором. Независимо от того, вызваны ли ваши потребности в электроэнергии вашим желанием любой ценой обновить свои социальные сети или иметь возможность запустить небольшой компрессор, чтобы быстро накачать спущенное колесо во время апокалипсиса, вы не можете отрицать, что мобильная электростанция этого не делает. Звучит как отличная идея!

Существует широкий спектр решений, которые удовлетворят многие краткосрочные потребности и потребности в электроэнергии.Очевидно, что многие современные устройства имеют собственный источник питания от батарей, но если вы достаточно долго находитесь вне сети, вам может понадобиться что-то более существенное. Вы всегда можете использовать небольшой инвертор, который подключается к источнику питания вашего автомобиля, но это подвергает вас риску разрядки автомобильного аккумулятора. Это может оставить вас в затруднительном положении! В зависимости от того, как далеко вы находитесь от цивилизации, это может привести к гораздо более сложной ситуации.

Этот инвертор мощностью 1000 Вт представляет собой чисто синусоидальный блок. Если вы используете деликатное оборудование — хотите верьте, хотите нет, оно включает в себя много батарей в аккумуляторных блоках портативных инструментов — тогда чистый синусоидальный инвертор — это то, что вам нужно.

Эта статья покажет вам, как сделать собственный резервный источник питания своими руками, который будет более мощным, чем большинство стандартных устройств, предназначенных для небольших задач, ориентированных на потребителя. Нам нужно было краткосрочное решение, которое обеспечило бы значительный объем автономной энергии в течение дня и, если ваше использование не столь существенно, возможно, до недели. Конечно, портативный газовый генератор — отличное решение, но бывают случаи, когда он может быть не идеальным. Или, возможно, вы просто хотите чего-то другого.Фактически, добавьте несколько солнечных батарей, и этот дневной диапазон может быть увеличен почти до бесконечности. Вы действительно могли бы сделать это автономной системой.

На трассе было не раз, когда мы хотели запитать электрооборудование. Однажды у нас появился генератор Honda мощностью 2000 Вт, который решил многие из этих проблем, но иногда быть хорошим соседом означает не запускать генератор. У нас также была другая проблема, которая заставляла меня искать решение вне генератора. Из статьи о инвалидной коляске для малышей, сделанной своими руками, вы знаете, что у нашего внука атрофия спинных мышц, что является серьезным заболеванием.Он чувствует себя неплохо и является абсолютным подарком, но кемпинг был проблемой из-за того, что его медицинское оборудование не имело заряда батареи, чтобы выдержать целый день, не говоря уже о ночной экскурсии. Еще одна проблема — простое отключение электричества дома. Большинство людей обычно готовят барбекю, выходят на ужин, а затем используют фонарики или просто тушат свечи и выжидают, но это невозможно с хрупким с медицинской точки зрения ребенком, которому нужно, чтобы его оборудование работало. Кроме того, вы не можете запустить генератор всю ночь, не рискуя вызвать гнев всех в пределах слышимости.Фактически, у большинства кемпингов есть существенные ограничения на то, когда вы действительно можете запустить генератор. Ценник готовых решений напугал меня, поэтому с помощью других, а также Интернета, вот мой альтернативный источник питания.

Мы используем одну морскую батарею / жилую батарею Group 27 с глубокими ячейками. Если требуется больше постоянной мощности, чем у этого одиночного батарейного блока, мы можем добавить вторую батарею и создать массив из двух батарей. Одна батарея весит около 60 фунтов — это не то, что вы можете легко носить с собой.Провода очень легкого калибра взяты из аккумуляторного тендера, что гарантирует постоянную готовность нашей батареи к работе. Этот инвертор поставлялся с этими потрясающими клеммными крышками. К сожалению, они не простираются достаточно далеко, чтобы перекрыть приобретенные нами кабели. На помощь приходит изолента.

Сопутствующие батареи

— Увеличение времени автономной работы ИБП с внешним автомобильным аккумулятором

Я использовал внешние батареи в нескольких старых моделях ИБП, на которые не распространяется гарантия, более 15 лет, в диапазоне от 500 ВА до 1500 ВА (примерно от 400 Вт до 1000 Вт).Я предпочитаю синусоидальные ИБП из-за их универсальности с небольшими трансформаторами и соленоидными клапанами, но в большинстве компьютеров и периферийного оборудования используются импульсные источники питания, которые отлично работают с ИБП с модифицированной синусоидальной волной (разновидность прямоугольной волны) — у меня тоже есть один из них.

Мой телевизор и приемник DISH оснащены ИБП с синусоидальной волной на 500 ВА, так как любой сбой питания приводит к тому, что приемник DISH тратит 5 минут на повторную синхронизацию со спутником. Это раздражает. Аккумуляторы AGM размером с кирпич, которые у меня сейчас есть в этом ИБП, проработают систему в течение 15 минут или около того.

Иногда я добавлял к основному внутреннему радиатору крошечный термостат, чтобы управлять дополнительным вентилятором (внутри или снаружи, в зависимости от места) для увеличения времени работы. (Ищите термостаты KSD9700 N.O. с температурой ~ 95 ° F, но некоторые из них НЕ имеют гальванической развязки, поэтому они ничего не могут касаться.) Однако в моих обстоятельствах я редко использовал ИБП на полную номинальную мощность. Большая часть современной электроники потребляет мало энергии — обычно всего несколько ампер. Если вы собираетесь использовать ИБП на 25% (или около того) его номинальной мощности (или ватт), вам, вероятно, не понадобится дополнительный вентилятор… хотя это не повредит.

Самое важное — использовать аккумуляторы AGM, если вы можете , возможно, себе позволить, поскольку они имеют немного более высокое напряжение заряда примерно на 0,3 В по сравнению с залитыми (влажными) аккумуляторами, которые (согласно электронной почте производителя) должны заряжаться плавно. при 13,5 В. Аккумуляторы AGM предпочитают около 13,8 В. AGM не так терпимы к перезарядке, как залитые батареи. Если вы используете залитые батареи, ИБП продолжит непрерывную зарядку после того, как батареи будут фактически заряжены на 100%, что приведет к выделению дистиллированной воды из ячеек.Залитые элементы хорошо переносят перезарядку, но тогда вы ДОЛЖНЫ добавлять дистиллированную воду каждые 2-3 месяца, чтобы пластины не подвергались воздействию — это смерть залитой батарее.

Поскольку производители ИБП не документируют, как регулировать свои схемы зарядки, или не предлагают селекторный переключатель AGM / Flooded (жаль), можно (для системы 24 В) добавить пару противоположных силовых диодов, чтобы отключить зарядку ИБП. напряжение на залитые батареи на 0,6 В (по 0,3 на каждую батарею). Я создал для этого промежуточный «сопоставитель зарядов», но здесь это становится слишком сложно объяснять, и я не рекомендую его.Это был интересный проект, но лучше вместо него купить батареи AGM за 100-300 долларов.

Я бы предложил цифровой вольтметр для каждой батареи и цифровой амперметр от ИБП до батареи (ов). В идеале амперметр должен показывать как положительный (зарядка), так и отрицательный (разрядный) ток с разрешением не менее 0,1 ампер. Это позволит вам контролировать скорость зарядки и состояние вашего аккумулятора (-ов). Я использовал светодиодные индикаторы от Amazon, и пока они работают нормально.

ВСЕГДА предохраняйте батареи соответствующим образом в случае короткого замыкания — большие батареи могут вызвать возгорание.У меня есть низковольтные автомобильные предохранители на 50 А и 100 А соответственно. В системе на 24 В хорошей идеей является установка предохранителя в перемычку между двумя батареями.

ВСЕГДА используйте батарейный отсек с залитыми элементами. Тепловой извещатель на батарейных ящиках и извещатели дыма поблизости — хорошая идея.

ВНИМАНИЕ! Залитые батареи могут выделять водород, а ближайшая искра или источник тепла могут вызвать взрыв в элементе, который может распылить аккумуляторную кислоту по комнате. Будьте предельно осторожны!

ВНИМАНИЕ! ИБП рассчитан на обеспечение 120 В переменного тока, даже если НЕ ПОДКЛЮЧЕН К розетке! Это напряжение может убить тебя! Будь осторожен!

  * * *

          КАК ИЗМЕРЯТЬ НАПРЯЖЕНИЕ НА КОНТАКТЕ ЗАРЯДА ИБП
  

Как узнать, до какого напряжения данный ИБП будет заряжать свои батареи? На самом деле это довольно легко определить.Вам понадобится конденсатор большой емкости, не менее 4700 мкФ. Мой оказался размером 36 000 мкФ и размером с банку для супа. Вам также понадобятся одна или две батареи — в зависимости от требований вашего ИБП. Они не обязательно должны быть новыми или большими, но должны обеспечивать, скажем, 10 ампер в течение нескольких секунд. И цифровой вольтметр.

Выключите ИБП с помощью переключателя на передней панели, отсоедините его от сети и извлеките батареи, если они есть. На рабочем столе расположите оборудование следующим образом: ИБП, конденсатор и вольтметр, аккумулятор (и).Подключите вольтметр к конденсатору с помощью зажимов типа «крокодил». Обратите особое внимание на полярность конденсатора! Используя удобный резистор ~ 1 кОм, предварительно зарядите конденсатор от батареи (ов), что важно для действительно больших конденсаторов, а затем подключите его к батарее (ам) с помощью зажимов типа крокодил, которые могут выдерживать ток 10 ампер (подойдет провод 18 калибра). . Теперь используйте зажимы типа «крокодил», чтобы прикрепить конденсатор к разъему или проводам внутренней батареи ИБП: положительный к красному, отрицательный к черному! Подключите ИБП и включите его на передней панели.

ИБП проснется, проверит батарею (батареи), потребляя от них несколько ампер, контролируя напряжение, а затем начнет нормальную работу, пытаясь зарядить батареи. По моему опыту, процесс пробуждения занимает менее 20 секунд, но дайте ему минуту или около того. Теперь отсоедините аккумулятор (ы). ИБП быстро зарядит конденсатор до того, что я называю «клеммным напряжением заряда», и зарядный ток упадет до нуля. Вольтметр покажет, какое напряжение ИБП попытается зарядить батареи.Поскольку он рассчитан на батареи AGM, это должно быть 13,8 В для одной батареи или 27,6 В для двух. В любом случае, десятая часть вольта на батарею, скорее всего, нормально — мой любительский опыт работы с батареей AGM ограничен. Но если он будет слишком высоким, это сократит срок службы батарейки AGM.

Приложение: Лучшим разъемом для подключения аккумуляторной батареи к ИБП является SB50. Серый — для систем на 24 В, желтый — для систем на 12 В. Каждый цвет обозначен по-разному. Для одного цвета можно использовать провода разного калибра, например, 4-6 или 8-10, поэтому выберите клеммы SB50, которые вам нужны (корпус такой же).После того, как клеммы припаяны к вашему проводу, просто вставьте в разъем. В пластиковом корпусе есть внутренняя плоская пружина, которую можно нажать небольшой отверткой для снятия каждой клеммы. SB50 бесполые, поэтому вы получите две одинаковые штуки. Доступны более крупные версии SB50, такие как Anderson SB120 и SB175. Число — это рейтинг усилителя.

  * * *
  

Метод подвесного зарядного устройства

Если у вас есть хороший подержанный ИБП, который вырабатывает электроэнергию, но перезаряжает или перезаряжает свои батареи, вы можете использовать внешнее зарядное устройство с малым током, предназначенное для вашего типа батареи и достаточно интеллектуальное, чтобы не перезарядить его.Чтобы ИБП не пытался заряжать аккумулятор (-ы), установите здоровенный диод (на подходящем радиаторе), который позволит потоку питания от аккумуляторов к ИБП, но не от до от них. ИБП. Таким образом, только внешнее зарядное устройство может заряжать аккумулятор.

Вы также можете установить байпасное реле с питанием от сети, чтобы во время сбоя питания нормально замкнутые контакты обходили диод и обеспечивали полное питание ИБП. Контакты должны быть рассчитаны на максимальный ток, который вы ожидаете потреблять, возможно, 30 ампер или более.Катушка реле должна быть рассчитана на «непрерывный режим». Без байпасного реле кремниевый диод и радиатор будут нагреваться из-за падения 0,6 В на нем и прохождения тока через него. V x I = Вт (т.е .: 0,6 В x 30 А = 18 Вт). Без реле вам понадобится охлаждающий вентилятор на радиаторе, так как со временем он может сильно нагреваться. Обратите внимание, что некоторые интеллектуальные ИБП могут жаловаться на то, что батарея разряжена из-за падения 0,6 В, когда они периодически проверяют батарею, поэтому проверьте свою конструкцию на лабораторном стенде, чтобы узнать, подойдет ли она для вас.

Тщательно проектируйте и тестируйте, так как ваш ИБП будет работать в ваше отсутствие.

Это двустороннее зарядное устройство превращает электромобили в резервный источник питания для вашего дома

Требуется ряд сложных шагов, чтобы передать энергию от солнечных панелей на крыше крыши в энергоемкие устройства в доме внизу. Обычно это включает преобразование этой электроэнергии из постоянного (DC) в переменный (AC), который требуется типичному дому. Электромобили, однако, полагаются на постоянный ток, а это означает, что в идеале между ними должно быть быстрое прямое соединение, когда пришло время включить вашу машину.К сожалению, это не так просто, и возможности зарядки постоянным током для дома в настоящее время очень ограничены. Однако сейчас компания из Монреаля пытается оптимизировать эту связь с помощью своей системы управления энергопотреблением всего дома под названием dcbel.

Что такое dcbel?

Вкратце: это ящик, который стоит на стене в вашем гараже и соединяет вашу машину с домом. С точки зрения оборудования, dcbel r16 имеет ЖК-дисплей на передней панели, а также два разъема питания электромобиля, которые пользователи могут настраивать в зависимости от своей модели электромобиля.Он требует профессиональной установки в энергосистему вашего дома, после чего он может управлять энергией, поступающей как от сети, так и от солнечных панелей.

Поскольку он может потреблять энергию постоянного тока непосредственно от солнечных панелей, он технически может достигать гораздо более высоких скоростей зарядки во многих ситуациях. В то время как технология преобразования переменного / постоянного тока в последние годы стала намного более эффективной, полное пропускание этого часто ненужного шага предлагает обновление с точки зрения скорости и эффективности.

Аккумуляторы

EV возвращают

Это также двустороннее зарядное устройство, что означает, что оно может действовать как двусторонний мост между источниками питания и аккумуляторными батареями электромобиля.Прямо сейчас на рынке есть всего несколько электромобилей, поддерживающих такое распределение мощности, в том числе Nissan Leaf и Mitsubishi Outlander.

Однако, по словам основателя dcbel Марка-Андре Форже, на данный момент это скорее проблема программного обеспечения, чем что-либо еще. «Большинство электромобилей на рынке уже совместимы с двунаправленной зарядкой с использованием схемы постоянного тока автомобиля», — сказал он PopSci во время телефонного интервью. «Сейчас недостающий элемент — это скорее проблема цифровой связи.”

Как только в автомобилях появится возможность двунаправленной зарядки, их массивные батареи могут выступать в качестве резервных генераторов во время чрезвычайных ситуаций или даже просто дополнять энергопотребление дома, поскольку отключение электроэнергии от сети будет особенно дорогостоящим.

[По теме: что нужно знать перед покупкой электромобиля]

Управление питанием

Поскольку dcbel подключен к сети, он может использовать информацию в реальном времени об энергопотреблении конкретного домохозяйства и пытаться соответствующим образом оптимизировать поток энергии.Например, Техас предлагает цены на электроэнергию в режиме реального времени напрямую для потребителей. Однако маловероятно, что люди будут активно его проверять, чтобы контролировать свое энергопотребление. Такое устройство, как dcbel, может активно отслеживать цену и заряжать массивные батареи электромобиля в непиковые часы, когда сеть намного спокойнее, а цены ниже. В идеале в результате ваш счет за электроэнергию будет ниже.

Поскольку dcbel подключен и запускает приложения, он может вносить изменения самостоятельно или может предупреждать пользователей, когда цены и использование становятся особенно высокими, с помощью SMS.Это часть более целостного подхода к тому, как компания отслеживает использование. Устройство dcbel анализирует солнечную энергию, сеть, аккумуляторы электромобилей и другие стационарные аккумуляторы как часть более крупной системы, которую можно оптимизировать с помощью искусственного интеллекта.

Когда это можно будет получить?

В настоящее время компания наращивает производство устройств dcbel и планирует передать их клиентам в конце этого года. Само устройство стоит от 6000 долларов и требует профессиональной установки.Однако компания ожидает, что устройство прослужит 15 или более лет благодаря его модульности и возможности подключения; он может получать обновления по беспроводной сети для добавления новых функций и повышения эффективности. Кроме того, компания планирует выпускать приложения для добавления определенных функций на заказ. Некоторое оборудование также можно модернизировать — если человек переключается с автомобиля текущего поколения с зарядным устройством CHAdeMO на более новую модель с портом комбинированной системы зарядки (CCS), компания может заменить разъем.

Поскольку устройство не имеет встроенного резервного аккумулятора, пользователи также могут менять типы стационарных накопителей, которые они используют.Так что со временем проще обновить или просто увеличить емкость. Однако основатель компании Forget считает, что электромобили могут полностью избавить некоторых людей от необходимости в стационарных резервных батареях. «У вас на подъездной дорожке стоит большая батарея, к которой вы можете подключиться, когда вам это нужно», — говорит он. В зависимости от вашего использования, у обычного электромобиля достаточно энергии для питания обычного дома более чем на 10 часов. Это отличное обновление от необходимости сидеть в машине с телефоном на зарядном устройстве и ждать, пока снова не включится питание.

Auto Doctor: для замены батареи требуется резервное питание

Уважаемый доктор: У меня Корвет 2008 года выпуска. Нужно ли мне беспокоиться о том, чтобы компьютеры оставались включенными во время замены батареи? — Рэнси

Уважаемый Рэнси: При отключении питания во время замены аккумулятора компьютеры автомобиля теряют память. После повторного подключения батареи компьютерам необходимо пройти период повторного обучения.На некоторых автомобилях радионавигационная система требует повторного ввода кодов. Другие проблемы могут включать переключение передач, а также автоматические функции электрического стеклоподъемника. Всегда рекомендуется подключать резервный аккумуляторный источник питания к разъему ALDL под приборной панелью на автомобилях 1996 года выпуска и новее. Всегда заменяйте аккумулятор на аккумулятор, который соответствует заводским характеристикам аккумулятора или превышает его.

Уважаемый доктор: У меня Nissan Xterra 2006 года выпуска.На «плюсовой» стороне батареи всегда образуется коррозия. Я очищаю от коррозии каждые 3 месяца и применяю средства защиты от коррозии, но у меня все еще есть та же проблема. Также указатель уровня топлива не двигается при запуске; он остается на «E» и загорелся индикатор двигателя? Что я должен делать? — Петр

Уважаемый Питер: Коррозийное образование происходит из-за газов, выходящих из батареи, и двух разнородных металлов с парами кислоты, вызывающими коррозию.Первый шаг — проверить напряжение зарядки и убедиться, что генератор не перезаряжается. Удалите всю коррозию. После высыхания используйте средство для коррозии аккумулятора, смазку или вазелин, чтобы предотвратить накопление коррозии. Что касается газового манометра, техник может подключить сканирующий прибор, чтобы проверить, поступает ли какой-либо сигнал от датчика уровня топлива на компьютер, а затем на приборную панель. Я видел много ржавых и ржавых узлов газовых поплавков.

Уважаемый доктор: У меня проблема с автоматическим индикатором давления в шинах в моем Cadillac DTS 2008 года выпуска.Свет указывал на «низкое давление». Я проверил шины с датчиком, и у всех было 30 фунтов, но наклейка дверного косяка требует 28 фунтов холода. У меня есть собственный компрессор, и я сбросил индикатор по инструкции в книге, но свет не погас. Есть ли способ почистить датчики? — Боб

Уважаемый Боб: Эти мониторы шин невозможно очистить. Большинство датчиков давления в шинах имеют незаменяемые небольшие батарейки, похожие на часы, расположенные внутри шины.Крышка металлической крышки клапана подвергается коррозии, и иногда ее невозможно снять. Большинство владельцев автомобилей обычно хотят заменить клапан шины на обычный резиновый стержень клапана и не тратить от 75 до 125 долларов на правильный узел клапана контроля давления в шинах. Есть компании вторичного рынка, которые представили универсальные мониторы по более низкой цене. И есть компании, у которых есть отличные инструменты для сброса и перепрограммирования датчиков давления в шинах. Я использую Bartec 400 и Pilot для программирования и повторного обучения.

Уважаемый доктор! У меня Hyundai Sonata 2012 года выпуска.При движении накатом до светофора со скоростью 45 миль в час кажется, что машина переключается на пониженную до 35 миль в час, а затем на повышенную на 25 миль в час. Я водил автомобили с автоматической коробкой передач много десятилетий, но никогда не сталкивался с этой проблемой переключения на пониженную передачу. Есть ли причина для этого? — Морган

Уважаемый Морган: Передачи прошлых лет не контролировались компьютером или электроникой. Раньше при замедлении одни передачи шли на выбеге, а другие оставались на второй или третьей передаче, пока не нажималась педаль газа.В вашем автомобиле компьютер рассчитывает, когда следует переключать передачи на пониженную и повышенную. Это нормально, если трансмиссия переключается на пониженную передачу, равно как и трансмиссия не переключается на третью передачу, пока трансмиссия и двигатель не прогреются. Это сделано для ускорения прогрева двигателя и снижения выбросов.

Уважаемый доктор: У меня вопрос по замене ксеноновых фар. В руководстве пользователя нет информации о замене моей ксеноновой лампы, за исключением «обратиться к дилеру».«Раньше я всегда менял галогенные лампы, стараясь не переносить кожный жир на лампу. Есть ли разница в замене ксеноновых ламп? — Boothe

Уважаемый стенд: Те же инструкции по установке и обращению с лампами остаются в силе. Имейте в виду, лампочка стоимостью более 100 долларов — не всегда проблема. При замене некоторых фар требуется снятие крышки переднего бампера. Другие автомобили требуют снятия внутренних колесных арок для доступа к лампе.Если вы делаете всю работу самостоятельно, то обязательно проверьте работу лампочки, прежде чем собирать машину. — Младший Дамато

Младший Дамато является сертифицированным специалистом по технике безопасности ASE. Вопросы по электронной почте [email protected] Вопросы направляйте по адресу: Motor Matters, PO Box 3305, Wilmington, DE 19804

Автор JUNIOR DAMATO Моторные вопросы

Ford F-150 Lightning станет домашним брокером резервного питания: что такое Tesla Powerwall?

Техасцы любят грузовики.И очень многие техасцы хотели бы иметь электрический пикап Ford F-150 Lightning в гараже в прошлом феврале, когда домохозяйства столкнулись с перебоями в подаче электроэнергии на несколько дней, частично из-за зимней бури.

Этот сбой, вероятно, вызвал много зависти (и продаж) Tesla, которая выставляет свои Powerwall в качестве вспомогательного источника питания для дома. Но когда в следующем году появится F-150 Lightning 2022 года, он будет иметь потрясающее приложение, которое будет лучше — и более рентабельно — чем любой Powerwall.

Lightning станет одним из первых электромобилей, использующих двунаправленную зарядку в США.S. market, в таком виде, в котором американцы оценят. Это даст им немного больше энергетической независимости, а с опцией солнечной энергии это может иногда помочь им «отключиться от сети».

Эта энергетическая независимость потребует небольшого дополнительного оборудования и, возможно, консультации электрика, но не требует покупки собственной стены батарей. Ты воспользуешься тем, что есть в грузовике.

2022 Форд Ф-150 Молния

Если вы выберете двунаправленную зарядную станцию ​​Ford Charge Station Pro на 80 А, а также систему управления домом и инвертор, необходимые для подключения к вашему дому, F-150 Lightning сможет выдавать 9 выходных сигналов.6 кВт мощности за счет интеллектуальной функции резервного питания — этого достаточно для питания света и бытовой техники в течение нескольких дней.

Smart power — другие батареи не требуются

Это намного больше, чем щедрые порты питания, уже имеющиеся в передней части, кабине и кровати Lightning. С системой вы держите грузовик подключенным к порту зарядки, и, если питание отключится, F-150 Lightning автоматически переключит режимы, фактически превратившись в блок питания для дома — этого достаточно для полной домашней мощности в течение примерно трех дней. или частичное питание до десяти дней.

Система также будет использоваться в будущем с функцией Ford Intelligent Power, которая автоматически позволяет подавать электроэнергию в дом от грузовика в часы пик и заряжать грузовик, когда энергия дешевая.

2022 Форд Ф-150 Молния

Пока ни один автопроизводитель не предлагает такого уровня удобства двунаправленной зарядки и резервного питания от электромобиля на рынке США. Даже Tesla, которая предлагает это от многотысячных батарей Powerwall, но не от своих автомобилей.

Nissan предлагал такую ​​функциональность для Leaf на некоторых других мировых рынках, но в прошлом отказался предлагать ее в США, указывая на то, что, как он ожидает, будет низким уровнем принятия.

Функции отражают уровень уверенности в аккумуляторных элементах F-150 Lightning SK Innovation, которые не будут преодолевать мили, а будут заряжаться и разряжаться.

Привлечение грузовиков F-150 к энергетической независимости

Чтобы эта функция была доставлена ​​и установлена ​​без суеты, Ford планирует предложить солнечный пакет Sunrun с нулевым снижением, который включает солнечную батарею на крыше, а также инвертор.Sunrun, как домашний партнер Ford, установит инвертор по сниженной цене, даже если домовладелец решит не покупать солнечную батарею.

«Никто раньше не предлагал это в больших объемах», — сказал директор по глобальному развитию электромобилей Ford Даррен Палмер, который признался, что был искренне удивлен тем, сколько потенциальных клиентов, в том числе в Техасе, положительно отреагировали на эту идею, особенно в энергетике. точка зрения независимости, когда это было проверено.

«Я думаю, оглядываясь назад, мы должны были знать, но это действительно находит отклик», — сказал он с энтузиазмом.«Хотели бы вы быть полностью независимыми … иметь возможность справиться с этим в любых ситуациях за X денег?»

2022 Форд Ф-150 Молния

Палмер намекнул, что цены на систему будут «действительно конкурентоспособными» и будут стоить значительно меньше, чем Tesla Powerwall и его установка, при этом обеспечивая функциональность многих Powerwall, учитывая емкость аккумулятора Lightning.

Таким образом, он ожидает, что многие покупатели моделей F-150 Lightning с верхней отделкой выберут эту систему.

Power bank на колесах: приложение-убийца молний

Палмер предположил, что эта функция идеально вписывается в одно из основных требований стратегии Ford по электрификации своих значков: электрические версии должны делать то, чего никогда не было в бензиновых версиях. Благодаря интеллектуальной системе резервного электропитания полностью электрический двигатель — это то, чего вы не найдете на бензиновом или гибридном F-150.

2022 Форд Ф-150 Молния

Компания заявляет, что покупатели Lightning имеют те же приоритеты, что и покупатели бензина F-150.Они хотят обеспечивать свои семьи и помогать другим.

И этот способ обеспечения возьмет новое измерение с автомобилем, который поможет вашей семье чувствовать себя комфортно и безопасно — и, возможно, сэкономит морозильную камеру, полную стейков.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *