(САП) используется только когда к дому не подведена внешняя электросеть.

Цель

Минимизировать общие затраты на систему автономного питания (САП) дома на длительном интервале времени.

В составе рассматриваемой САП подразумеваются:

• электро-генератор на двигателе внутреннего сгорания;
• блок свинцово-кислотных аккумуляторов (АКБ);
• зарядное устройство для заряда АКБ;
• инвертор (преобразователь напряжения АКБ в ~220Вольт).

Путь достижения цели

Снизить время работы генератора до 3,5 часов в сутки. Может быть, можно и несколько быстрее, но есть определенная длительность химических процессов в свинцово-кислотных АКБ, и есть ограничение по температуре АКБ (40-45оС).

Затраты на топливо генератора

Для простоты другие эксплуатационные затраты на генератор не считаем - они относительно малы.

• Пусть средний расход генератора - 2 литра топлива в час.
• Пусть топливо стоит - 20 руб. за литр.
• Пусть генератор в составе САП работает 7 часов в сутки.

Тогда ежесуточный расход на топливо будет 7часов - 2литра - 20рублей=280рублей. А расходы за 10 лет? 280руб * 3650дней = 1миллион рублей.

Если удастся снизить время работы генератора до 3,5 часов в сутки, то налицо экономия только на топливе - 500тыс. рублей за 10 лет.

Ресурс генератора

Если генератор работает по 7 часов в сутки, то его ресурс – 2 500 часов будет израсходован за 1 год. При стоимости генератора с автозапуском 35 тыс. руб, за 10 лет их с одним капитальным ремонтом придется заменить 5 штук на сумму 175 тыс. рублей.

Если нам удастся снизить время работы генератора до 3,5 часов в сутки, то налицо экономия только на ресурсе генераторов - 87тыс. рублей за 10 лет. А с учетом стоимости топлива - 590тыс. руб. за 10 лет.

Почему Андрей начал рассуждения с 7-ми часов? Это время близко к наиболее часто используемому людьми, которые не проводили расчетов экономической эффективности САП.

Как же можно снизить время работы генератора?

Есть только один путь - за счет ускоренного заряда большим током АКБ достаточно большой емкости.

Здесь есть проблема - при зарядке АКБ током близким к их предельному, они начинают сильно греться, при перегреве очень быстро выходят из строя. Перегрев батареи сильно зависит и от температуры окружающей среды.

Некоторые современные батареи допускают токи заряда до 0,2С (т.е. - до 20% от цифры емкости АКБ в ампер-часах) - это, правда, при температуре окружающей среды - 20С. Если АКБ разряжать до остаточной емкости 30%, а заряжать током 0,2С в течение 3,5 часов, то (при КПД заряда АКБ=70%) через 3,5 часа получим заряд на АКБ, равный 80%.

Вот график зависимости напряжения свинцово-кислотной АКБ от уровня заряженности. По предположению Андрея это верно при 20оС и при отключенной от всего АКБ в течение нескольких часов.

Правда, при этом, мы используем только 80-30 = 50% полезной емкости АКБ, т.е. покупать их надо по емкости в 2 раза больше теоретического значения потребления энергии в доме.

Почему АКБ нужно разряжать только до 30%, а не до нуля, а заряжать лишь до 80%, а не до 100%?

Разряжать АКБ менее, чем до 30% не рекомендуется, т.к. у них, при этом, начнется резкое снижение ресурса. До-заряд АКБ с 80 до 100% необходимо производить малыми токами в течение многих часов (не менее 6-ти часов), что при частом использовании абсолютно невыгодно по топливу и ресурсу генератора (см. выше).

Проблема
Известно, что в случае систематического недозаряда свинцово-кислотных АКБ их ресурс значительно снижается.

Какие есть варианты?

• Есть современные АКБ, которые (по сведениям от производителя) относительно устойчивы к систематическому недозаряду, например Challenger G12FT. Несмотря на это, рекомендуется хотя бы раз в месяц проводить полный, 12-ти часовой заряд АКБ хорошим зарядным устройством (начав с 0,1С).
• вы прочитаете об "Экономичной ("двухтактнной") системе автономного питания", которая абсолютно лишена этого недостатка, но "взамен" требует дополнительных, но окупаемых инвестиций.

О расчете емкости АКБ

Чтобы рассчитать ёмкость АКБ Андрей приводит некие практические прикидки для гипотетического дома (80-150 кв.м., отопление и готовка еды - не на электричестве). При постоянном проживании 3-4 человек, если не делать глупостей, то среднесуточное потребление электричества зимой может составить до 700Вт/часов (24-3,5) часа = 14,4кВт/часов. С учетом недоразряда и недозаряда, АКБ должны иметь 28,8кВт/часов. Т.е. - АКБ с параметрами 12Вх150Ач должно быть 16шт.

О расчете стоимости АКБ

Если взять аккумуляторы типа OpzS (а это наиболее экономически выгодные батареи), то при цене за штуку 19 т.р. (очень примерно) нужно будет потратить 19т.р.*16шт = 304тыс.руб. При указанных характеристиках разряда (30-80%) количество циклов заряд-разряд у этого типа АКБ будет около 1600, т.е. 4,4года. При пересчете, за 10 лет стоимость всех АКБ составит 304*10/4,4= 690тыс.руб. А при 7-ми часовой (в сутки) работе генератора их надо было бы иметь на сумму 590тыс.руб.

"Потери" за 10 лет: 690-590=100т.р. (сравните с суммой в 590т.р. потерь на генераторе!!!).

О выборе зарядного устройства (ЗУ)

ЗУ это - важный узел в САПах, т.к. от правильного заряда АКБ зависит срок их жизни. Оно должно быть фирменным, и не менее чем 3 ступени заряда и должно обеспечивать каждый аккумулятор зарядным током не менее 0,2С. Также желательно иметь достаточное количество регулировок для подстройки под разные режимы работы. Ну, и, естественно, его выходное напряжение должно совпадать с напряжением Вашего блока АКБ (24 или 48 Вольт). 12В для такой мощной системы Андрей не рекомендует.

Внимание
При заряде АКБ очень важно не перегревать батареи, иначе они очень быстро выйдут из строя.
Требуйте от поставщика полную документацию на АКБ (включая ТУ) и действуйте строго по документам.

О выборе инвертора

Инвертор это - довольно сложная и капризная система. Он должен быть:

• фирменным,
• должен иметь достаточные стационарную и пусковую мощности,
• должен иметь на выходе синусоиду (а не меандр или даже модифицированную синусоиду),
• должен иметь сервис в Вашем городе,
• естественно, должен работать именно от того напряжения, которое Вы сформируете из своих аккумуляторов,
• а также очень не помешает большое количество вариантов настроек и широкая функциональность.

Для СРП Андрей в настоящий момент рассматривает 2 разных инвертора (оба - со встроенными зарядными устройствами) - МАП LSD-Sinus-4,5, Tripp Lite - APSX3024SW. У них стоимость примерно от 35-45тр, а у дорогих западных - 100-150тр.

О выборе АКБ

О выборе свинцово-кислотных аккумуляторов для систем электропитания можно почитать - .

Вывод
Снижение ежедневного времени работы генератора с 7-ми до 3,5 часов даст за 10 лет солидный экономический эффект, для нашего примера - около 490тыс. рублей.

Примечание к выводу
В этой методике должна быть применена квалифицированная "балансировка" системы, т.к. при превышении тока заряда АКБ (а главное - их температуры) они очень быстро будут выходить из строя. Если для данного вида батарей понадобится чуть увеличить время заряда, то это, наверное, будет правильно (все равно все надо считать).

Принудительное охлаждение АКБ, например вентилятором, очень сильно поможет увеличить срок их эксплуатации (подвал - идеальное место для АКБ при любой системе, а для данного метода - особенно).

Размещено участником форума «Дом и Дача» Андрей А.А.
Редактор: Адамов Роман

Толстые или тонкие?

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

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

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

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

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

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

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

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

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

«Вампирчик» - за и против

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

Зарядники: от Старостина и «Вампирчик-1»

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

U вх/вых	5 v	6 v	7 v	8 v	9 v	10 v	11 v	12 v	13 v	14 v
2 v
2.4 v
3 v
4 v					1300	1100
5 v					1300	1100

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

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

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

Вампирчик-1 в сравнении с рациями «Беркут»

Из радиостанций «принципиальный» тест прошли:

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

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

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

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

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

Зарядка КПК от «Вампирчика»

с Вампирчиком-1 с Вампирчиком-2

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Обращаемся к солнцу…?

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

Итак, что еще нам остается? Попробуем солнце…?

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

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

В итоге показались симпатичны:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Токи на выходе		10 v	15 v	20 v	25 v	30 v
350-400 m А	1	2	3	4	5	6
700-800 m А	2	4	6	8
1050-1200 m А	3	6	9
1400-1600 m А	4	8
1750-2000 m А	5
2100-2400 m А	6

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

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

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

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

«Конструктор» в развернутом и сложенном виде

Итак, я держу в руках шесть пластин.

Макс. напряжение холостого хода - 5,8 в

Ток короткого замыкания - 0,35-0,42 А

Напряжние максимального тока – 4,8-5 в

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

Минусы:

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

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

Плюсы:

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

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

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

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

5.отсутствие возможных помех на рацию от преобразователей

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

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

Примеры соединения пластин X - treme

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Работа с рацией

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

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

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

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

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

Схема, по которой соединялись пластины:

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

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

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

«Рация – солнечная батарея» в плохой день.
Участовали «Беркут» 601м2Т без батареек и опытный образец x-treme с моей стороны, и Б803А с батарейками у корреспондента.

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

Подзарядка КПК от двух пластин, с подключением «Вампирчика»

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

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

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

Ток перпендикулярно солнцу от одной пластины - 0,21

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

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

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

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

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

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

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

Метания и выбор

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Итак, у меня определилось 3 условных претендента на приобретение:

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

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

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

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

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

Может «В-С» , X- treme

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

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

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

Могут все, « SCN » медленнее всех

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

Может X- treme и, вероятно, « SCN »

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

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

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

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

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

Удачи с солбатом!….

Альтернативные зарядные устройства

Ручной привод для сильных духом… J

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

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

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

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

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

От огня

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

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

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

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

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

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

Энергетический кризис, ставший следствием московской аварии на подстанции в Чагине и настигший Москву и ряд ближайших к ней областей, показал, что для нашего человека даже столь неординарные события — это вовсе не повод для того, чтобы нервничать.

ля Минпромэнерго РФ отключение электричества, произошедшее в московском и соседних регионах России, — это уникальная ситуация чрезвычайного характера, однако хронические отключения как отдельных домов, так и целых кварталов в различных регионах страны случаются не так уж и редко.

Работники Министерства промышленности и энергетики РФ, естественно, сделали надлежащие выводы и уже докладывают нам, что «из всего комплекса действий, связанных с ликвидацией отключения электричества, будет вынесен бесценный позитивный опыт», однако изношенное оборудование, которое служит уже по 40-50 лет, не может быть заменено в одночасье, а пока идет техническое перевооружение отрасли электроэнергетики, мы тоже можем кое-что предпринять, чтобы хоть как-то обезопасить себя от подобных издержек цивилизации.

Источники бесперебойного питания

ак известно, источники бесперебойного питания (ИБП или UPS — Uninteruptable Power Source) предназначены скорее для того, чтобы предотвратить аварийное завершение работы устройства, а вовсе не для длительной работы оного при отсутствии напряжения в электросети. Собственно, стоимость аккумуляторов составляет наиболее весомую долю в общей стоимости ИБП, причем чем большую емкость они имеют, тем система дороже.

Строго говоря, те цифры, которые указаны в прайс-листах или на корпусах ИБП, обозначают так называемую полную мощность, которая измеряется в вольт-амперах (В·А, V·A) и применима к постоянному току, или активную мощность, измеряемую в ваттах (Вт), а время работы от батарей зависит от мощности UPS нелинейно.

Для импульсных блоков питания компьютеров мощность в вольт-амперах соответствует мощности в ваттах с коэффициентом 0,6-0,8, то есть если на ИБП указано 400 V·A, то это соответствует суммарной мощности подключаемых устройств примерно в 280 Вт. Однако производители рекомендуют выбирать ИБП с расчетом 20% запаса по мощности нагрузки, чтобы у пользователя все-таки хватило времени на выполнение всех завершающих действий перед выключением компьютера. Например, для современных настольных ПК с блоками питания мощностью 300 Вт необходимо выбирать ИБП мощностью 350-360 Вт (или 514 V·A).

Как показывает опыт, простой домашний компьютер с монитором работает на ИБП мощностью 400 V·A в лучшем случае лишь 5-10 мин. Поэтому, сообразуясь с существующими моделями и запасом по мощности нагрузки, лучше выбрать ИБП, рассчитанный на 600-750 V·A. Причем если для ИБП мощностью 500 V·A время работы составит 10-15 мин, то на ИБП мощностью 1000 V·A тот же набор устройств будет работать минут 40 (то есть один мощный ИБП работает дольше, чем два с такой же суммарной мощностью). Кстати, если перегрузка ИБП будет длиться хотя бы пару секунд, он просто отключит всю нагрузку.

Однако и стоимость ИПБ зависит от мощности нелинейно. Так, скажем, если популярный ИБП APC SmartUPS 420 V·A стоит 150 долл., то APC SmartUPS 700 V·A — уже 250 долл. Впрочем, существуют и недорогие ИБП, которые не выравнивают напряжение, а только переключаются на аккумулятор в случае его отсутствия. Цены на такие устройства вполне доступны — APC BackUPS 500 V·A стоит примерно 50-60 долл.

Отметим также, что срок службы аккумуляторов в ИБП колеблется от 3 до 6 лет, а стоимость замены всех аккумуляторов в одном ИБП составляет в среднем половину полной стоимости нового устройства.

При этом недорогие ИБП, как правило, маломощные. Цены на мощные модели той же компании APC, такие как Matrix 300 и 5000 V·A, начинаются уже от 3 тыс. долл. А уж цена таких моделей, как Symmetra (APC) мощностью от 8000 до 16 000 V·A, — от 8 тыс. долл.

Таким образом, применение мощных ИБП в домашних условиях оказывается бессмысленным, а использование недорогого ИБП сводится только к тому, чтобы срочно сохранить все файлы и выключить оргтехнику во избежание потери данных.

Источник автономного питания из ИБП

ак же нам защититься от длительных перебоев в электропитании? Неужели для этого необходимо покупать столь дорогие и мощные источники бесперебойного питания?

Здесь можно предложить два варианта:

• к штатному аккумулятору ИПС параллельно подключить недорогой автомобильный аккумулятор (кстати, у автомобилистов часто остаются вполне работоспособные аккумуляторы, использовать которые зимой они уже не решаются, но заряд такие устройства держат еще неплохо);
• для пары-тройки автомобильных аккумуляторов использовать преобразователь напряжения из 12 в 220 В.

Первый вариант, возможно, вполне сгодится в качестве дешевой альтернативы дорогостоящей замены штатных батарей ИБП, когда источник бесперебойного питания ввиду выхода из строя штатных батарей начинает работать только как сетевой фильтр. Однако в случае глубокой разрядки автомобильного аккумулятора применение нештатного аккумулятора на ИБП чревато серьезными проблемами.

Ведь схема управления ИБП, как правило, рассчитана только на штатную батарею. Например, если вы вздумаете заменить на том же APC BackUPS 500 V·A штатную батарею 12V7AH на новую 12V20AH (по сути такую же, но более емкую), то при зарядке более емкая батарея будет брать больший ток и от перегрева проводов и элементов схемы наверняка выйдет из строя контроллер управления (или сработает защита от превышения тока в схеме подзарядки и зарядка попросту не пойдет).

Что касается автомобильного, гораздо более емкого аккумулятора, то средний ток зарядки не сильно разряженной аккумуляторной батареи не превышает 1/10 от максимального, поэтому при неглубокой разрядке ничего случиться не должно. Однако после сколько-нибудь значительной разрядки дополнительного аккумулятора вам придется отсоединять его от ИБП и заряжать отдельным зарядным устройством, а это не очень удобно.

Что можно предпринять в данной ситуации? Во-первых, можно использовать для подключения дополнительной батареи отдельный контроллер по минимальному и максимальному напряжению (например, описанный на http://battery.newlist.ru/chargers_lvd_01.htm). Тогда дополнительная схема автоматического отключения нагрузки по минимально и максимально допустимому напряжению защитит схему ИБП. Пороги срабатывания вы отрегулируете потенциометрами, а диапазон рабочих напряжений будет определяться параметрами используемых транзисторов.

Или же, если вы планируете использовать автомобильный свинцово-кислотный аккумулятор, то и ИПБ нужно выбирать не со щелочным, а со свинцово-кислотным штатным аккумулятором. Тогда схема подзарядки ИПБ будет рассчитана на использование батарей со сходными параметрами, следовательно, разряженный автомобильный аккумулятор не сожжет контроллер ИБП. Конечно, у любой схемы подзарядки есть некий предел тока и если навесить на совсем уж маломощный ИБП внешний автомобильный аккумулятор, то ИПБ может и сгореть, особенно если доводить аккумулятор до полной разрядки.

Впрочем, можно использовать и смешанную схему, когда автомобильный аккумулятор заряжается постоянно подключенным зарядным устройством для автомобильных аккумуляторов (с контролем от перезаряда и прочей автоматикой) и одновременно аккумулятор подключается к ИБП параллельно штатной батарее. Таким образом, в этом случае ИБП служит лишь преобразователем напряжения из 12 в 220 В.

Вариант со специальным преобразователем напряжения 12/220 В вместо ИБП более надежен, но такой преобразователь напряжения большой мощности сравним по стоимости с ИБП и к тому же все равно потребует приобретения достаточно мощного зарядного устройства для автомобильных аккумуляторов. При этом маломощное зарядное устройство заряжает очень долго, а мощное стоит довольно дорого и имеет внушительные размеры (то есть наряду с экономической целесообразностью такой системы необходимо будет рассмотреть и ее массогабаритные параметры).

Стоимость автомобильных адаптеров 12/220 В мощностью 600 Вт составляет примерно 80-100 долл. Преобразователь напряжения 12/220 В мощностью 1200 Вт обойдется уже в 200-220 долл., а адаптер мощностью 2500-3000 Вт — более чем в 400 долл. Как видите, даже цены адаптеров уже вполне сопоставимы с ценами аналогичных по мощности ИБП, а ведь нам еще понадобится зарядное устройство для аккумуляторов!

Готовые решения

Принципе, сама идея использования автомобильных аккумуляторов в качестве источника автономного питания не нова, и российская промышленность имеет несколько готовых решений. Так, например, фирма «МикроАрт» (http://www.invertors.ru) предлагает относительно недорогие устройства МАП «Энергия» — преобразователи постоянного напряжения 12 или 24 в переменное 220 В (двунаправленные инверторы) мощностью от 0,9 до 12 кВт со встроенным интеллектуальным микроконтроллером, обеспечивающим автоматическое управление режимами и, при необходимости, связь с компьютером.

Такой преобразователь одновременно и заряжает автомобильные аккумуляторы (один или несколько), и используется как источник автономного питания: если есть сетевое напряжение 220 В, то он просто пропускает его сквозь себя и, при необходимости, подзаряжает аккумуляторы; если же внешнее сетевое напряжение исчезло — он мгновенно начинает генерировать 220 В от аккумуляторов. Время работы такого источника зависит от нагрузки и емкости аккумуляторов. Так, четырех аккумуляторов по 190 А/ч хватит на 17 ч при постоянной нагрузке 500 Вт (см. таблицу). Также, например, любой автомобиль можно будет использовать как автономную электростанцию на колесах, причем двигатель автомобиля некоторое время можно даже не включать. Такой преобразователь значительно дешевле газовой или дизельной мини-электростанции, миниатюрен и легок. Цена преобразователей МАП «Энергия» — от 8 тыс. руб. Дополнительно за 650 руб. можно приобрести шнур, контроллер и ПО для подключения этого устройства к компьютеру (то есть МАП «Энергия» способен полностью заменить ИБП).

Если же перебои с электричеством очень длительные или его нет вообще, то можно использовать такой преобразователь совместно с мини-электростанцией (газовой или дизельной), а также с альтернативными источниками питания (солнечными гелиоустановками и ветрогенераторами) для накопления энергии. В этом случае, включая электростанцию всего на 3 ч в день, можно обеспечить себя электричеством на круглые сутки!

Помимо использования данного устройства в качестве источника бесперебойного или автономного питания, его можно задействовать и как преобразователь постоянного напряжения 12 или 24 В (существует два варианта устройств) в переменное 220 В с частотой 50 Гц, и как пускозарядное устройство для автомобиля.

Устройство обеспечивает защиту от перегрузки, короткого замыкания, подключения аккумулятора неправильной полярностью, от перезаряда и полного разряда аккумулятора. Кроме того, оно снабжено системой защиты питаемых устройств от перенапряжений и системой плавного пуска, что исключает высокое потребление тока в момент запуска.

Время работы от аккумулятора

Заметки на полях

еобходимо отметить, что свинцово-кислотные автомобильные аккумуляторные батареи настоятельно не рекомендуется заряжать в жилом помещении, так как при интенсивной подзарядке они выделяют газы. В процессе работы (разрядки) кислотные аккумуляторы вполне безобидны. Отметим, что, в частности, именно поэтому аккумуляторы для ИБП значительно дороже — их конструкция герметична и сверху у них отсутствуют вентиляционные отверстия. Поэтому аккумуляторное хозяйство в городской квартире лучше держать на балконе.

Строительство в редко заселенной местности сопровождается рядом трудностей. С одной стороны проживание на окраине является залогом тишины, покоя и положительной экологической ситуации. В то же время в таких местах имеются проблемы с инфраструктурой и коммуникациями. Отсутствие электричества является основной проблемой, которую нужно решать в первую очередь. Прокладка электрической линии от центральной сети стоит дорого, поэтому экономически выгодным решением будет автономное питание участка.

Преимущества и недостатки внедрения автономного питания

Неоспоримым достоинствам перехода на собственную электросеть являются:

• Полная независимость от централизованного электроснабжения.
• Меньшая себестоимость 1 кВт электричества при использовании альтернативных источников энергии.
• Стабильность электроснабжения.
• Возможность продажи избыточно сгенерированного электричества в сеть.

Имея в своем распоряжении систему автономного питания дома можно бесперебойно получать электричество даже в те моменты, когда окружающие его временно лишены по причине выполнения ремонтных работ на ЛЭП. Автономные системы имеют и недостатки. К ним можно отнести:

• Дороговизна оборудования.
• Потеря полезного пространства, требуемого на размещение оборудования.

Альтернативные источники энергии для питания дома

Сейчас развитие технологий позволяет использовать в качестве источника электроэнергии следующие системы:

• Бензиновые и дизельные генераторы.
• Электростанции на солнечных батареях.
• Ветрогенераторные станции.

Все эти виды оборудования имеют разную стоимость, а также рентабельность. Кроме этого для их установки требуется соблюдение определенных условий, что не всегда возможно в отдельных случаях. Это в первую очередь зависит от местонахождения участка и прочих факторов.

Бензиновые и дизельные генераторы

Такие генераторные установки являются самыми безотказными, при этом они стоят дешевле прочих систем. К сожалению, сама себестоимость получения 1 кВт энергии у них очень высокая. Такое оборудование представляет собой двигатель внутреннего сгорания, который подключается к генерирующей электричество катушке. Мотор раскручивает ее, а она в свою очередь создает электрический ток.

Самыми компактными являются бензиновые генераторы. Они бывают очень легкими, но в таком исполнении по мощности способны обеспечить энергией только несколько слабых бытовых приборов, таких как , и освещение. Более серьезные генераторы выдают достаточно энергии для полноценного пользования всем имеющимся бытовым оборудованием в доме. Ини довольно производительны чтобы запитать серьезные потребители, такие как , или .

Самыми громоздкими, но и выгодными в плане соотношения затрат на топливо и получаемую энергию являются дизельные генераторы. Но они, как и бензиновое оборудование, редко используются как полноценное автономное питание. Дороговизна получения энергии вынуждает их применять только в качестве резервного источника на момент перебоев с центральной электросетью.

Расход дизельного генератора для получения 1 кВт в час составляет 250г горючего. Таким образом, даже при использовании генератора для питания только телевизора, и , за час будет сжигаться примерно литр дизельного топлива. Постоянно платить такую цену за столь малый объем электричества абсолютно невыгодно.

Кроме высокой себестоимости такое оборудование не лишено и прочих недостатков:

• Шумность в работе.
• Необходимость в ручной периодической дозаправке бака.
• Невозможность круглосуточной непрерывной работы, поскольку оборудование нуждается в охлаждении.
• Сложности с запуском в холодное время года, особенно дизельных генераторных машин.

Поскольку такое автономное питание применяется как временное при перебоях в центральной электросети, то оно зачастую подключается к нему параллельно. Кроме самого генератора, со встроенным в него инвертором для преобразования электроэнергии из постоянного тока в переменный, применяется еще система автоматического пуска. Она берет на себя обязанность запуска электрогенератора при отключении питания в центральной сети. Оборудование может настраиваться под различные параметры. К примеру, генератор запускается через 2 или 3 минуты после пропажи электричества. Таким образом, отпадает необходимость в обычном ручном запуске. Как только напряжение в центральной сети снова начнет поступать, оборудование самостоятельно отключиться и двигатель генератора остановится.

Автономное питание на солнечных батареях

Такое автономное питание является намного предпочтительнее, чем топливные генераторы на двигателях внутреннего сгорания. Самым главным достоинством подобных систем является очень низкая себестоимость получения 1 кВт энергии. Для работы солнечной батареи требуется только солнечный свет, который достается даром. Принцип таких систем заключается в преобразовании световых фотонов в свободные носители электрического заряда.

Чтобы такая система выдавала действительно достаточную мощность для работы бытовых приборов в доме, требуется, чтобы она имела большую площадь. Один квадратный метр поверхности солнечной батареи обеспечивает мощность около 100 Вт, при напряжении до 25 В. Это очень мало, и достаточно только для медленной зарядки или питания лампочек освещения.

Чтобы солнечная батарея могла давать электрический ток требуемых параметров, нужного для работы оборудования предназначенного для переменного тока на 220 В, требуется установка дополнительного оборудования:

• Инвертора.
• Контроллера.
• Аккумуляторных батарей.

Инвертор преобразует постоянное напряжение в переменное, доводя его под идентичные параметры с электричеством на 220В с центральной сети. В отдельных случаях солнечную батарею можно подсоединять к оборудованию нечувствительному к параметрам напряжения. Это может быть нагревательный ТЭН подогревающий воду для хозяйственных нужд или в системе отопления.

Чтобы получить все преимущества использования электростанции требуется накопление избыточной энергии для ее применения в последующем. Такой источник энергии позволяет генерировать электричество только днем при достаточно ярком солнечном свете. Ночью батареи полностью бесполезны. Для решения данной проблемы применяется контроллер заряда, который осуществляет подзарядку аккумулятора. Накопленное на нем электричество полностью или частично расходуется вечером и ночью, а с утра заряд снова восполняется от солнечных панелей.

На первый взгляд солнечные панели это абсолютно идеальное решение, когда требуется экономически выгодное автономное питание дома.

Однако такие системы не лишены и недостатков:

• Высокая стоимость солнечных панелей и прочего оборудования.
• Необходимость в периодической чистке поверхности батарей от слоя пыли, снижающего их эффективность.
• Батареи занимают много места, и требуют размещения на солнечной стороне участка.

Многие недостатки электростанций на солнечных батареях вполне решаемы. Зачастую проблемы с размещением такого оборудования решаются его установкой на крыше, тем самым не занимается полезное пространство. Это сразу же решает и проблему с затенением, поскольку мелкие фруктовые деревья и хозяйственные постройки не создают мешающей тени. Что касается высокой стоимости оборудования, то современные солнечные панели имеют большой ресурс, поэтому они успевают окупиться намного раньше, чем выйдут из строя. Однако стоит учитывать, что такой источник энергии подразумевает постоянную зарядку и разрядку аккумулятора. От этого его ресурс быстро сокращается. Чтобы иметь достаточный запас энергии ночью, АКБ придется периодически менять.

Автономное питание от ветра

В этом случае источником энергии выступает ветрогенератор. Это тоже довольно дорогостоящее оборудование, но отличающееся большей компактностью, чем солнечная электросистема. Можно сказать, что ветряки сочетают в себе конструктивные особенности генераторов на двигателях внутреннего сгорания и солнечных батарей. Ветряки и генераторы на горючем похожи, но первые получают крутящий момент в результате отталкивания лопастей ветром, что естественно бесплатно, а машины на дизельном топливе или бензине извлекают его от двигателя. Схожесть ветряков с солнечными панелями заключается в необходимости применения аналогичных вспомогательных элементов – инвертора, контроллера и аккумуляторных батарей.

К положительным сторонам ветряков можно отнести:

• Очень низкая себестоимость получения 1 кВт энергии.
• Необходимость небольшой площади для установки.
• Ремонтопригодность системы.

Что касается недостатков, то их много:

• Сильный шум при работе.
• Нестабильность получения энергии при отсутствии ветра достаточной силы.
• Сложность обслуживания по причине расположения ветрогенератора на возвышении.
• Создание помех влияющих на работу средств связи.
• Необходимость расположения на удалении в радиусе 20 м от построек и высоких деревьев.

Гул от работы ветряка зачастую невыносим, особенно если он давно не обслуживался. Его создают не только подшипники, но и ветер, контактирующий с лопастями. Как следствие такое автономное питание не подойдет в том случае, когда ветрогенератор нужно ставить близко к дому.