Зачем нужна гибридная установка

Зачем нужна гибридная установка?
Какой бы ни был мощный ветрогенератор, сам по себе на 100% проблемы электроснабжения он
решить не может. Автономный ветрогенератор нуждается в резервировании, поскольку даже в самых ветреных
регионах случаются продолжительные штили. Увеличивать емкость батареи пришлось бы до нереальных
значений, чтобы хватило, допустим, на неделю. Кроме того, это связано и с большими финансовыми затратами.
Обычно эта проблема решается просто – нет ветра, батарея села, запускается бензо- или дизельгенератор, который работает, пока не задует снова ветер. Но дизель-генератор очень дорогое удовольствие для
непостоянной бытовой нагрузки. Если в среднем потребляется 500 Вт, а работает 5-кВтный генератор, стоимость 1
кВт*ч возрастает в несколько раз. Да и работа дизель-генератора с нагрузкой менее 15% более 10 минут
запрещена. Этой проблемы можно избежать, если эксплуатировать дизель-генератор в составе гибридной
установки (совместно с ветрогенератором). В этом случае дизель-генератор дозагружается зарядным током
батареи практически до номинала. Тем более что мощная аккумуляторная батарея и инвертор, как правило, входят
в комплект поставки ветрогенератора.
Такой гибридный комплекс состоит из ветро-турбины, мачты с растяжками, регулятора заряда с
балластным сопротивлением, блока управления и блока оптимизации нагрузки дизеля (БОНД) для совместной
батареи, дизель-генератора и инвертора. Трехфазный ток с ветрогенератора через соединительный кабель
поступает на трехпозиционный рубильник, который позволяет в случае необходимости закорачивать и
останавливать ветрогенератор. С рубильника ток, вырабатываемый ветрогенератором, поступает на регулятор
заряда. Там он преобразуется в постоянный ток, который поступает на заряд аккумуляторной батареи. От
аккумуляторной батареи питание поступает на инвертор, который преобразует постоянное напряжение 96В в
переменное 220В. Напряжение инвертора через блок управления подается на питание потребителей 1-ой и 2-ой
категории. В период безветрия, либо при превышении мощностью нагрузки выработки ветрогенератора,
напряжение аккумуляторной батареи начинает уменьшаться, и, по достижении порогового значения, блок
управления дает сигнал на запуск дизель-генератора.
После запуска дизель-генератора часть нагрузки (с краткосрочным перерывом питания) переводится
на дизель-генератор. Это потребители 2-ой категории – освещение, электроплиты и другие электробытовые
приборы. Меньшая часть нагрузки остается подключенной к инвертору. Это потребители 1-ой категории –
компьютеры, бытовая электроника и т.п. дорогостоящие приборы, кратковременные перерывы, в питании которых
могут повлечь за собой выход их из строя. При этом величина нагрузки на дизель-генератор отслеживается
датчиком тока БОНД. При уменьшении внешней полезной нагрузки на дизель-генератор БОНД увеличивает
зарядный ток аккумуляторной батареи, при увеличении нагрузки – уменьшает его. Таким образом, дизельгенератор в течение всего рабочего цикла работает под нагрузкой 80-90%, что является оптимальным режимом.
Когда напряжение на аккумуляторной батарее достигает верхнего порогового значения, дизель-генератор
останавливается, вся нагрузка опять переводится на инвертор.
Данная схема позволяет, во-первых, обеспечить постоянное электроснабжение, независящее от наличия
ветра, а во-вторых – обеспечить дизель-генератор практически постоянной нагрузкой на периоды работы,
исключить вероятность работы на холостом ходу и с малыми нагрузками (что категорически противопоказано
малым дизельным двигателям), а также сэкономить топливо и моторесурс.
Развитие информационных технологий и компьютерных сетей сделало возможным для многих
высококвалифицированных специалистов трудиться, не выходя из собственного дома. Поэтому значение
недорогой надежной системы автономного электроснабжения, участие человека в работе которой ограничивается
контролем за уровнем топлива в баке, трудно переоценить.
По материалам НПО «Электросфера»