Co zrobić, gdy zabraknie prądu?

Zasilacz awaryjny

Awaryjne zasilanie wrażliwych urządzeń np. komputerów zapewniają urządzenia UPS (uninterruptible power supply) podłączone do akumulatora. Dzięki rozbudowanym układom elektronicznym zapewniają samoczynne podtrzymanie napięcia z zawieszeniem nie dłuższym niż kilka milisekund, stabilizują doprowadzone napięcie sieciowe, a także współpracują z komputerem poprzez złącze USB.

W rejonach podłączonych do niestabilnej sieci elektroenergetycznej powinny być standardowym dodatkiem do każdego komputera, gdyż nawet chwilowe przeciążenia czy spadki napięcia zakłócają jego pracę.

Moc domowych UPS zawiera się najczęściej w granicach 500-1000 VA, a wielkość wbudowanego akumulatora o pojemności z reguły kilku amperogodzin umożliwia prace przy takim zasilaniu nie dłużej niż kilkadziesiąt minut. Jednak dzięki komunikacji z komputerem zapewniona jest ochronę danych również wtedy, gdy wyczerpuje się bateria zasilająca. UPS można również wykorzystać do awaryjnego zasilania np. oświetlenia komunikacyjnego, gdyż powszechnie stosowane lampy LED pobierają niewielka moc rzędu kilku watów, mogą więc świecić długo.

Komputerowy UPS nie zapewni jednak możliwości zasilania np. pomp i sterowników w instalacji grzewczej w przypadku, gdy awaria trwa wiele godzin. W takich sytuacjach wykorzystuje się zasilanie z użyciem dużego akumulatora i falownika (inwertera), a czas pracy zależeć będzie od poboru prądu i pojemności akumulatorów.

W instalacjach grzewczych z kotłem gazowym przeciętne zapotrzebowanie mocy wynosi 100-150W i w trybie pracy przerywanej, można przejąć, że zapotrzebowanie na energię elektryczną wyniesie ok. 70Wh.

Zasilacz awaryjny musi zapewnić pracę pompy obiegowej w instalacji grzewczej przez kilka godzin. fot. VoltON

Jeśli do inwertora podłączony będzie akumulator kwasowy o parametrach 12V/100 Ah, to instalacja teoretycznie będzie mogła pracować przez ok. 17 godzin, ale w praktyce ten czas będzie znacznie krótszy ze względu na sprawność przetwarzania energii w inwertorze (ok. 80-90%) jak i efektywną pojemności akumulatora, która jest mniejsza od nominalnej.

Oczywiście czas pracy takiego zasilania można wydłużyć zwiększając pojemność akumulatora lub łącząc je szeregowo, co zwiększa ich napięcie, ale na pewnym poziomie zapotrzebowania na moc potrzebną do zasilenie innych odbiorników, staje się to nieracjonalne ze względu choćby na koszty.

Orientacyjnie można przyjąć, że przy incydentalnym zasilaniu awaryjnym wymagającym dostarczenia ponad 2 kWh energii elektrycznej, celowe będzie wykorzystanie agregatu prądotwórczego, który pozwala na wytwarzanie napięcia przez nieograniczony czas i z mocą odpowiadającą aktualnym potrzebom.

Bilansujemy zapotrzebowanie na moc wytwarzania prądu

W sytuacjach awaryjnych, z reguły decydujemy się na wykorzystanie jedynie niezbędnych urządzeń zasilanych energią elektryczną, a ich dobór powinien gwarantować względnie korzystne warunki przebywania w domu (ogrzewanie, oświetlenie) jak i funkcjonowanie takich urządzeń jak chłodziarka, systemy łączności i konieczne do pracy.

Ze względu na znaczne zapotrzebowanie mocy, największy problem stwarzają urządzenia grzejne, jeśli nie ma alternatywnych sposobów np. gotowania czy przygotowania ciepłej wody z wykorzystaniem gazu. Poważny problem pojawia się również w domach ogrzewanych za pomocą pompy ciepła, jeśli nie mamy możliwości ogrzewania za pomocą np. kominka. Alternatywnym rozwiązaniem w takich sytuacjach - oprócz zakupu odpowiednio dużego agregatu - będzie użycie ogrzewaczy zasilanych z butli gazu płynnego.

Uwzględniając podstawowe urządzenia wymagające podłączenia do awaryjnego zasilania elektrycznego w większości przypadków potrzeba moc zawierać się będzie w granicach 1000-2000 W, ale bez uwzględnienia „dużych” urządzeń grzejnych.

Agregat do zasilania awaryjnego można oczywiście wykorzystać również jako źródło prądu wykorzystywane w miejscach bez dostępu do sieci elektroenergetyczne dostosowując jego moc do używanych takich warunkach urządzeń elektrycznych.

Wybór agregatu prądotwórczego

Agregat prądotwórczy tworzy zespół silnika spalinowego i prądnicy prądu zmiennego oraz układ regulacji i sterowania. Ponieważ potrzebna moc wytwarzanie prądu jest uzależniona również od charakterystyki prądowej odbiorników, które mogą powodować dodatkowe obciążenie tzw. mocą bierną, dlatego nominalna moc agregatu podawana jest w jednostkach volto-anmperach (VA), co przy obciążeniu rezystancyjnym (np. elementem grzejnym) odpowiada mocy czynnej wyrażonej w watach (W).

W praktyce zróżnicowanie to ma znaczenie jedynie przy zasilaniu odbiorników indukcyjnych (silników), dla który wprowadza się korektę mocy poprzez uwzględnienie wskaźnika cos φ.

Najmniejsze agregaty prądotwórcze to urządzenia o mocy 800-1000 VA, które umożliwiają podstawowego funkcjonowanie domu - zasilą chłodziarkę, obieg grzewczy, oświetlenie. Napędzane są najczęściej silnikiem dwusuwowym zasilanym mieszanką benzyny z olejem. W przypadku zasilanie urządzeń wrażliwych na wahania napięcia agregat powinien być podłączony poprze stabilizator.

Uniwersalne zastosowania mają jednak większe agregaty o mocy 2-2,5 kVA napędzane silnikiem czterosuwowym i z układem stabilizacji napięcia AVR. Przy selektywnym zasilaniu można będziemy korzystać wtedy z pralki czy zmywarki, choć problem może stwarzać pobór dużego prądu rozruchu np. przy załączaniu hydroforu, który chwilowo przekracza ok. 3-krotnie wartość roboczą, co może spowodować zadziałanie zabezpieczenia agregatu.

Agregat prądotwórczy o maks. mocy wyjściowej 2,2 kW. fot. Makita

Niekiedy może zaistnieć potrzeba wykorzystania agregatu trójfazowego, przy czym należy zwrócić uwagę na dopuszczalność obciążeń w trybie pracy jedno- lub trój-fazowej bądź mieszanej, korzystając z informacji zamieszczonej z dokumentacji technicznej agregatu.

Większość domowych agregatów wymaga uruchomienia ręcznego za pomocą rozrusznika linkowego, ale spotyka się też modele z rozruchem elektrycznym z akumulatora oraz wyposażenie w zespół SZR (samoczynnego załączenia rezerwy) automatycznie uruchamiający zasilanie awaryjne po zaniku napięcia sieciowego.

Jak podłączyć agregat prądotwórczy?

Zależnie od lokalnych możliwości i sposobu zasilania prądem z agregatu, można umieścić go na zewnątrz domu lub w budynku (w piwnicy, kotłowni). Ze względu na uciążliwy hałas, lokalizację w otwartym terenie wybieramy przy krótkotrwałym korzystaniu z agregatu i bezpośrednim zasilaniu wybranego odbiornika, natomiast przy ustawieniu wewnątrz domu musimy zapewnić skuteczne odprowadzenie spalin oraz dopływ świeżego powietrza.

Samodzielne podłączenie elektryczne powinniśmy ograniczyć jedynie do bezpośredniego połączenia agregatu z odbiornikiem przy pomocy przewodu z wtykiem i gniazdem bądź listwą przyłączeniową. Natomiast trwałe dostosowanie domowej instalacji elektrycznej do awaryjnego zasilania z agregatu powinniśmy powierzyć uprawnionemu elektrykowi.

Pozwoli to na wydzielenie obwodów do pracy w trybie awaryjnym oraz zapewni ochronę przed przepływem prądu z agregatu do sieci elektroenergetycznej jak i w odwrotną stronę (gwarancja separacji zasilania).

Autor: Redakcja BudownicwaB2B

Opracowanie: Aleksander Rembisz

zdjęcia: budujemydom.pl (Honda, VoltON)