Система Электропитания

Неотъемлемой составляющей системы «Умный дом» (УД) является качественное и бесперебойное электропитание.

При надлежащем проектировании систем электропитания УД, необходимо удовлетворение следующих условий:

• «Заземление» и/или «Зануление» всех независимых систем электропитания в доме
• Защита от короткого замыкания (КЗ), токов утечки и т.п.
• Необходимость иметь запас по мощности, с контролем распределение нагрузки по фазам
• Наличие в Системе электропитания надёжной молния-защиты, реализованной по активной или пассивной схеме, а также, «Устройства защиты от импульсных помех» (УЗИП)
• Наличие систем аварийного питания (электрогенераторы, подключённые к автоматике УД, и блоки «Источников Бесперебойного Питания» (ИБП))
• Наличие стандартных систем временной генерации электрического тока, используемых в качестве альтернативы централизованному электроснабжению (генераторы и прочее)
• Наличие альтернативных систем генерации электрического тока, постоянно используемых для уменьшения потребления централизованного электричества (экономия на счетах!). Допускается использование солнечных батарей, ветряков, газовых электростанций, геотермальных (или иного принципа действия) тепловых насосов и систем сохранения/управления выработанного электричества, основанных на сохранении выработанной энергии при помощи аккумуляторных батарей (АКБ)
• Крайне рекомендуется защитить домашнюю электронику и систему управления электропитанием УД при помощи конденсаторных блоков, что ощутимо повысит надёжность работы и долговечность всех электроприборов в доме/коттедже.

Правильно спроектированная система электропитания позволит пользователю безопасно эксплуатировать электросеть и получить следующие преференции: 

• Полная управляемость электроприборов/электросетей в доме. Пользователь электросети никогда не превысит общий порог потребления электрической мощности.
• Контроллер электросети предоставит возможность использование сценариев потребления электричества (например: «зима»/«лето»/«межсезонье»), при этом, возможно управление контроллером как с пульта, так и при помощи «sms/email»
• Защита дома от грозы и электрооборудования от перепадов напряжения и импульсных помех. В случае выключения подачи напряжения по сети, работоспособность жилища и прилегающих к нему помещений не пострадает, т.к. автоматически будет произведено переключение на резервный генератор и/или систему питания от аккумуляторных батарей. Система аварийного электропитания сработает, также, при отключении напряжения в центральной сети дома и/или при падении уровня заряда ИБП, что приводит к ситуации дефицита мощности для поддержания работоспособности электросети УД. В этом случае запускается дизельный/бензиновый генератор для компенсации нехватки мощности и (если есть) подключается система питания от ранее запасённой энергии (солнечной (Рис.3) /ветровой (Рис.4) и т.д.) с использованием аккумуляторных батарей ранее запасённой энергии
• При наличии альтернативных источников энергии и станции по её сохранении, пользователь сможет экономить, в том числе, и на счетах за электричество. Главная стратегия экономии такова: - в течение шести-семи месяцев (много солнца) можно полностью обеспечить себя собственной электроэнергией и днём, и ночью. Во время зимы и межсезонья, солнечные батареи и ветряки (но не тепловые насосы!) не смогут обеспечить полного и возросшего потребления электрического тока, и поэтому потребуется обязательный забор электроэнергии из централизованной сети, но в пересчёте на год, экономия электричества будет весьма заметной (чем южнее, тем больше будет выигрыш), да и в случае нестабильной электросети, подверженной временным отключениям, альтернативные виды энергии позволят быть независимыми от централизованного электроснабжения. Эффективность солнечных батарей достаточно высока для средней полосы России, при использовании современных панелей с предельным КПД 26-29%%. Дополнительно эффективность батарей можно повысить, снабдив их GPS-системами ориентации на солнце, а также, системами очистки и сброса снега.

Особо следует отметить: системы хранения запасённой энергии при использовании недорогих автомобильных аккумуляторных батарей, обязательно должны быть рассчитаны на дополнительный запас аккумулируемой энергии (до + 50% к расчётному значению, т.к. автомобильные АКБ нельзя разряжать полностью) и обязательно должны быть оснащены Системой Управления Блоков АКБ (регулирующая расход энергии АКБ), плюс специальными блоками устройств для продления срока службы автомобильных батарей. Срок окупаемости такой системы 4-5 лет. Срок службы 12-15 лет, при принятии мер для продления сроков службы АКБ. Альтернатива, - использование более дорогих, специальных аккумуляторов, но при этом срок службы таких АКБ будет приближен к сроку эксплуатации, что экономически менее выгодно, но более надёжно.

Особо нужно отметить применимость тепловых насосов для альтернативного обеспечения электроэнергией. Суть принципа теплового насоса состоит в том, что при подаче на него электроэнергии от центральной сети на выходе можно получить в 4-6 раз больше электроэнергии. В местах, где с централизованным энергообеспечением «очень плохо» (частые, неконтролируемые отключения). Приходится применять все возможные системы традиционного и альтернативного энергообеспечения. При этом нужно учитывать более крупные финансовые вложения в такую установку, однако срок службы её очень продолжителен.

Управление электросетью УД производится при помощи настенной панели и пультов дистанционного управления розетками или электроприборами. Система электропитания УД обладает возможностью управления подачей питания во времени суток. Возможно программирование розеток на включение/отключение в различное время суток или по заданному заранее сценарию. Самый распространённый метод управления и контроля электропитания УД с использованием GSM-управления. Осуществляется оно посредством отправки электронного письма или sms в систему УД. Например, для включения электронагревательного прибора, достаточно отправить сообщение с указанием желаемой температуры на соответствующий электроприбор в доме. После того, как поступит сигнал, прибор включится автоматически и, например, прогреет помещение до указанной температуры. При достижении необходимой температуры помещения (параметра, указанного в сообщении), прибор отключится автоматически.

При обогреве коттеджа с использованием тёплого электрического пола, -интеллектуальное управление отоплением можно установить последовательное плавное включение полов в разных помещениях до полного прогрева всех помещений дома, таким образом, решаются проблемы, связанные с ограничением пиковой мощности электросети.

В случае перегрузки сети (достижения пиковой мощности – 5%), при включении нескольких энергоёмких устройств одновременно, в зависимости от установленного владельца помещений приоритетов отключения электросети, часть нагрузки будет обесточена, для продолжения функционирования основных систем жизнеобеспечения в нормальном режиме. Автоматическое отключение части электросетей сопровождается оповещением на телефоны и адреса электронной почты. Более того, система управления энергопотреблением. В соответствии со сценариями, может отключать менее приоритетные нагрузки: - электроплиту, утюг, другие мощные бытовые приборы, выключить обогрев вспомогательных и незадействованных помещений.

Очень полезно использовать систему управления электропотреблением в загородном доме для ограничения мощности. При отсутствии хозяев практически все цепи электроснабжения выключаются в соответствии с заранее заданным сценарием (например, всё, кроме управляющих элементов, резервного отопления и холодильников) при помощи кнопки пульта управления электросетью.

GSM-управление электроснабжением предусматривает возможность обратной связи: обо всех выполненных командах Система Управления будет информировать владельца, а он сможет изменить параметры либо отключить ранее отданные команды с помощью звонка или отправки SMS. GSM-управление позволяет полностью контролировать напряжение в электросети, а при колебаниях параметров проинформировать об этом владельца и выполнить необходимые корректировки.

Рекомендуется не сильно экономить на системе электроснабжения, т.к. от неё зависит работоспособность всех систем в доме или коттедже, а с учётом того, что зимы в центральной полосе становятся все более холодными, недостаточное внимание к системам электропитания может сыграть «злую шутку» с хозяином коттеджа.