ملامح بناء محولات الطاقة للسيارات الكهربائية. محرك كهربائي للسيارة الكهربائية - كيف يعمل؟ إمدادات الطاقة لمنزل خاص مع الألواح الشمسية
في المستقبل القريب، ستتمكن السيارات الكهربائية من استبدال السيارات بمحركات الاحتراق الداخلي بشكل كامل. تركز العديد من الشركات حول العالم جهودها على تطوير السيارة الكهربائية، ومما يسهل ذلك ارتفاع أسعار المنتجات البترولية. بالإضافة إلى ذلك، تكمن أهمية السيارات الكهربائية أيضًا في حقيقة أن الجو أصبح ملوثًا بشكل متزايد، لذلك من الضروري مكافحة الانبعاثات الضارة الصادرة عن محركات الاحتراق الداخلي.
في الوقت الحالي، أكبر أسواق السيارات الكهربائية هي دول رائدة مثل الولايات المتحدة الأمريكية واليابان بالإضافة إلى عدد من الدول الأوروبية. إذا تحدثنا عن شركات التصنيع، فإن الأماكن الرائدة تحتلها أسماك القرش مثل نيسان وتويوتا وفورد وما إلى ذلك. لسوء الحظ، لا يمكن لوطننا أن يتباهى بإنتاج السيارات الكهربائية، إذا كنت لا تأخذ في الاعتبار نموذج لادا إيلادا ، الذي تم إنشاؤه من قبل المتحمسين، وعلى التفاصيل المستوردة.
إذا تحدثنا عن ماهية السيارة الكهربائية، فهذه الكلمات تعني مركبة تسير بمحركات كهربائية خاصة. يتم تشغيل المحرك الكهربائي بواسطة لوحة شمسية أو خلايا وقود متخصصة أو بطارية.
تتطلب البطارية إعادة الشحن بعد فترة تشغيل معينة، ويتم ذلك من مصادر خارجية مختلفة ومن مولد مثبت على متن السيارة. تتميز الطريقة الأخيرة بخصوصية - يتم تشغيل المولد بواسطة محرك بسيط، لذلك يجب اعتبار هذه السيارة ليست سيارة كهربائية، بل نوع من السيارات الهجينة.
تعمل بعض الشركات في مجالات تطوير نماذج جديدة وتكييف سيارات الإنتاج. وإذا تحدثنا عن الأفضلية فإنها تعطى للأخيرة، لأنها تتطلب تكاليف أقل.
تنقسم السيارات الكهربائية إلى 3 مجموعات مشروطة:
- داخل المناطق الحضرية، بسرعة قصوى تصل إلى 100 كم/ساعة؛
- الطرق السريعة التي تزيد سرعتها القصوى عن 100 كم/ساعة؛
- رياضات. وتبلغ سرعتها القصوى أكثر من 200 كم/ساعة.
إن تصميم السيارة الكهربائية، على عكس السيارة ذات محركات الاحتراق الداخلي، أبسط قليلاً، ولكنها أكثر موثوقية، لأنها تحتوي على أقل عدد ممكن من الأجزاء والمكونات المتحركة. في السيارة الكهربائية، المكونات الهيكلية الرئيسية هي: ناقل الحركة، بطارية عالية الجودة، شاحن خاص على متن السيارة، نظام التحكم الإلكتروني، إلخ. من أجل توفير الطاقة للمحرك الكهربائي الرئيسي للجر، يتم تركيب بطارية جر قوية في السيارة الكهربائية. سيارة. تم تجهيز السيارات الكهربائية ببطارية ليثيوم أيون، والتي تتكون من عدة وحدات متصلة ببعضها البعض. يبلغ تيار الخرج لهذه البطارية حوالي 300 واط تيار مستمر، وتتوافق قدرتها تمامًا مع قوة المحرك الكهربائي.
محرك الجر عبارة عن عدة آلات كهربائية غير متزامنة أو متزامنة ثلاثية الطور تعمل على التيار المتردد. قوتهم تبدأ من 15 كيلو واط. يمكن أن تكون الطاقة القصوى أكثر من 200 كيلو واط. إذا قارنا محركًا كهربائيًا بمحرك احتراق داخلي (ICE)، فإن كفاءة الأول بالنسبة للأخير هي 90%:25%. بالإضافة إلى ذلك، يتمتع المحرك الكهربائي بعدد من المزايا الأخرى التي تعتبر أيضًا مهمة جدًا ومطلوبة، وهي:
— يمكن تحقيق أقصى عزم دوران بأي سرعة؛
— التصميم بسيط جدًا ولا توجد حاجة إلى تبريد إضافي؛
- يمكن أن تعمل أيضًا في وضع المولد.
هناك عدد معين من موديلات السيارات الكهربائية التي يتم تجميعها باستخدام محركين كهربائيين أو أكثر. يعد ذلك ضروريًا لتحريك كل عجلة على حدة أو عدة عجلات في وقت واحد، مما يؤدي إلى زيادة قوة الجر. ولتقصير ناقل الحركة، غالبًا ما يقوم المصنعون ببناء محركات كهربائية مباشرة في العجلات. هذا النهج له عيب كبير - يصبح من الصعب قيادة السيارة. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن الجماهير غير المعلقة تتزايد.
تحتوي السيارة على ناقل حركة بسيط، لذلك يتم تمثيلها في الغالبية العظمى من الموديلات بواسطة علبة تروس بسيطة أحادية المرحلة. هناك شيء مفيد للغاية - شاحن على متن الطائرة. فهو يتيح لك الفرصة لشحن سيارتك الكهربائية من منفذ عادي. لتحويل الجهد العالي المباشر الذي توفره البطارية إلى جهد متناوب ثلاثي الطور، يستخدم المصنعون عاكسًا متخصصًا. بالإضافة إلى ذلك، تم تصميم هذا المحول أيضًا لشحن بطارية إضافية بقوة 12 واط. هناك حاجة لتشغيل المكونات والأجهزة الأخرى. وتشمل هذه تكييف الهواء، ونظام التوجيه الكهربائي، ونظام الصوت، وما إلى ذلك.
يتم تنفيذ وظائف مثيرة للاهتمام ومفيدة بواسطة نظام التحكم الإلكتروني. وهي مسؤولة عن السلامة وتوفير الطاقة وراحة الركاب. إذا تعمقنا أكثر، فإن نظام التحكم ضروري أيضًا من أجل:
— التحكم في الجهد العالي.
- تنظيم الجر.
— ضمان الحركة المثلى.
— تقييم مقدار شحن البطارية الذي سيستمر؛
— التحكم في نظام المكابح ومراقبة استهلاك الطاقة من البطارية.
يجمع هذا النظام بين أجهزة استشعار معينة للإدخال ووحدة تحكم وأجهزة أخرى موجودة في السيارة الكهربائية.
على الرغم من أن محرك ICE والمركبات الكهربائية متشابهان، إلا أن تشغيلهما يختلف بشكل كبير. وهذا هو الذي يمنع الإنتاج على نطاق واسع لمثل هذه السيارات. الشيء الرئيسي الذي سيصد المشترين المحتملين هو السعر. عيب آخر هو وقت شحن البطارية الطويل وليس أفضل عمر للبطارية. ويرجع ارتفاع سعرها إلى حقيقة أن إنتاج بطاريات الليثيوم أيون باهظ الثمن وأن مدة خدمتها لا تتجاوز 7 سنوات. ميزة السيارة الكهربائية هي انخفاض تكلفة صيانتها. إذا تحدثنا عن التشغيل، فهو أكثر ربحية في البلدان التي تعتمد فيها عملية إنتاج الكهرباء قليلاً على الوقود.
حاليا، تتميز السيارات الكهربائية بأنها وسيلة نقل للمدينة. لماذا؟ والحقيقة هي أن استقلالية السيارة منخفضة، وعدد الكيلومترات قبل الحاجة إلى الشحن يعتمد على عوامل كثيرة. تؤثر طبيعة القيادة وسطح الطريق وغير ذلك الكثير على مؤشر التحكم الذاتي. الآن حقق المصنعون مدى يصل إلى 150 كيلومترًا دون الحاجة إلى الشحن، ولكن هذا بسرعة 70 كيلومترًا في الساعة. إذا كانت سرعتك حوالي 130 كم/ساعة، فلن تسافر أكثر من 70 كم. توجد الآن تقنيات خاصة يمكنها زيادة التحكم الذاتي إلى حوالي 300 كيلومتر. إحدى هذه التقنيات هي الكبح المتجدد، والذي يمكن أن يعيد ما يصل إلى 30% من الطاقة المستهلكة. كما تم تجهيز هذه السيارات ببطاريات عالية السعة وأنظمة إلكترونية مسؤولة عن تحسين جميع العمليات الجارية.
محول الجر TP80-200
معلمات محول الجر:
يكتب................................................. ......عاكس جهد ثلاثي الطور ثنائي المستوى يعتمد على ترانزستورات IGBT
القوة المصنفة................................................ .......................................................... .............. ....30 كيلوواط
الطاقة القصوى*............................................... .... .............................................. .......... ..80 كيلوواط
جهد الإمداد المقدر (من البطارية)................................................ .......................................... 192 ف
الحد الأقصى الحالي................................................ .......................................................... .............. ...............365 أ
الأداء المناخي ........................................... .... ........................................... "ش "، الفئة 2
درجة حرارة التشغيل................................................ .......................................................... .............. .من -40 إلى زائد 40 درجة مئوية
تردد الإخراج المقدر الجهد االكهربى................................................. ........................................ 50 هرتز
الحد الأقصى لتردد الإخراج الجهد االكهربى................................................. ....... ........................ 166 هرتز
وزن................................................. .................................................. ...... .................................... 15 كجم
أبعاد................................................. .......................................................... ............. ............................... 413x262x207
تنفيذ................................................. .......................................................... ............. ........................... IP54
طريقة التبريد................................................ ... .............................................................. ......... .......... السائل
تدفق المبرد .............................................. ................... .............................................. ............ لا يزيد عن 11 لتر/دقيقة
انخفاض ضغط سائل التبريد ........................................... ..... ...........................0.2 بار
طريقة التحكم في ضغط الدم ........................................... ...... ........................................................... ............ ........... مكافحة ناقلات الأمراض
محرك الجر AFMT 30/80.
معلمات محرك الجر:
نوع المحرك ........................................... ........................... غير متزامن مع دوار القفص السنجابي
القوة المصنفة................................................ ........... .......... 30 كيلو واط
الطاقة القصوى *............................................... ......... .......80
مساهمة الجهد................................................ ...........3 المرحلة 140 فولت
عزم الدوران الاسمي ........................................... ... ...............288 نيوتن متر
أقصى عزم دوران................................................ ... .............600 نيوتن متر
تصنيف سريع................................................ ... .............1000 دورة في الدقيقة
السرعة القصوى................................................ ... ............ 5000 دورة في الدقيقة
نظام التبريد................................................ ............. السائل
تدفق المبرد .............................................. ................... .لا يزيد عن 15 لتر/دقيقة
انخفاض ضغط سائل التبريد .......................... 0.2 بار
وزن................................................. ........................................ 214 كجم
شاحن داخلي + عاكس مساعد PZ 16/200.
يوفر الشاحن PZ 16/200 (المشار إليه فيما يلي باسم "المنتج") شحن بطارية الجر من شبكة 220/380 فولت، وتشكيل شبكة 220/380 فولت لتزويد المستهلكين بالطاقة من خلال مقبس PZ 16/200 السفلي، و كما يوفر الطاقة للمحرك المساعد لمضخات التوجيه المعزز وفرامل التفريغ عند تحريك السيارة.
معلمات الشاحن على متن الطائرة:
نوع الشاحن .............................................. ........ ..... على ترانزستورات IGBT بدون عزل كلفاني عن الشبكة
تصنيف الجهد العرض .............................................. .........................................~3ph, 380 فولت/ ~1ph، 220 فولت
الطاقة المقدرة للشاحن من التيار الكهربائي ~ 3ph، 380V .......................... 12 كيلو واط
الطاقة المقدرة للشاحن من التيار الكهربائي ~ 1ph، 220V .......................... 3.5 كيلو واط
الجهد الناتج للبطارية ........................................... .................... ....................=160-240 فولت
تيار خرج شحن البطارية ........................................... ...... ........................................ 40 أ
جهد الخرج لطاقة التيار المستمر/التيار المستمر................................................. ......... .................... 400-600 فولت
تيار مستمر/تيار مستمر لإخراج الطاقة.............................................. .......................................................... 3 أ
طريقة التبريد................................................ ... .............................................................. ......... ...سائل
تدفق المبرد .............................................. ................... .............................................. ....لا يزيد عن 3 لتر/دقيقة
انخفاض ضغط سائل التبريد ........................................... ..... ................0.2 بار
أثناء القيادة، يوفر الشاحن الطاقة للمحرك الكهربائي المساعد مع المعلمات التالية:
القوة المصنفة................................................ .......................................................... .2.4 كيلوواط
تصنيف الجهد العرض .............................................. ....................................................=160-240 فولت
الجهد الناتج .............................................. ...........................................~ 3ph, 220/380V
أثناء ركن السيارة، يوفر الشاحن الطاقة من البطارية للمستهلكين باستخدام المعلمات التالية
(بدون شحن البطارية):
تصنيف الجهد الناتج ............................................... .................... ........................... ~ 3ph, 380 فولت/~1ph، 220 فولت
طاقة الخرج المقدرة ~ 3ph، 380V ........................................ ......... ............10 كيلو واط
طاقة الخرج المقدرة ~ 1ph، 220V ........................................... .... .............3 كيلو واط
القدرة الزائدة ........................................... ... ........................................ 120% خلال دقيقة واحدة
وضع التشغيل المحايد................................................................. .......... .............................................. .... تكنولوجيا المعلومات (معزولة)
محول تيار مستمر/تيار مستمر PPN 1.0/200/12
يوفر DC/DC PPN 1.0/200/12 الطاقة لمستهلكي 12 فولت ويقوم أيضًا بشحن بطارية السيارة.
يتم تشغيل المنتج من شبكة توزيع إمداد بجهد ثابت يبلغ 600 فولت، بالإضافة إلى جهد ثابت يبلغ 12 فولت من بطارية الرصاص الحمضية لتشغيل الدوائر الداخلية.
معلمات محول DC/DC:
نوع الشاحن .......................... مع عزل كلفاني عن بطارية الجر والشاحن
مساهمة الجهد................................................ ...........=500-600 فولت
الجهد الناتج .............................................. .............14 خامسا
قوة................................................. ................................... 1 كيلو واط
طريقة التبريد................................................ ... ................... سائل
درجة الحماية............................................... .... ........................... IP54
نطاق درجة حرارة التشغيل ........................... من -40 إلى +50 درجة مئوية
رطوبة الهواء النسبية................................................ 95%
الأبعاد .............................................. . ...............500×217×135 ملم
وزن................................................. ........................................... 8 كجم
المحرك الكهربائي هو جهاز يحول الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية. إنه يعمل باستخدام مبدأ الحث الكهرومغناطيسي، وقد أصبح مؤخرًا شائعًا بشكل متزايد في سوق السيارات باعتباره اتجاهًا واعدًا لتطوير صناعة السيارات. ولذلك فمن المنطقي أن نلقي نظرة فاحصة على تصميم السيارة الكهربائية ومحركها، والذي قد يكون مستقبل الصناعة.
مبدأ التشغيل والجهاز
يشتمل المحرك الكهربائي على الجزء الثابت والدوار. يعمل المجال المغناطيسي الدوار في الجزء الثابت على ملف الجزء المتحرك ويحفز تيارًا تحريضيًا فيه، مما يخلق عزم الدوران الذي يحرك الجزء المتحرك. يتم تحويل الطاقة الكهربائية الموردة إلى اللفات المحرك إلى طاقة دوران ميكانيكية.
بفضل تطور التكنولوجيا، وجدت المحركات الكهربائية تطبيقا في مختلف الصناعات، مثل صناعة السيارات. علاوة على ذلك، يمكن استخدامها إما بشكل منفصل أو بالاشتراك مع محرك الاحتراق الداخلي. الخيار الأخير هو السيارات الهجينة.
وتختلف وحدة السيارة عن المحركات الكهربائية المستخدمة في الإنتاج بأبعادها الصغيرة ولكن قوتها المتزايدة. بالإضافة إلى ذلك، تعمل التطورات الحديثة على نقل محركات السيارات بشكل متزايد بعيدًا عن الأجهزة الأخرى المماثلة. لا تشمل خصائص السيارات الكهربائية القوة وعزم الدوران فحسب، بل تشمل أيضًا السرعة والتيار والجهد. حيث أن حركة السيارة وصيانتها تعتمد على هذه البيانات.
أنواع
لفهم التنوع الذي يقدمه لنا سوق السيارات بشكل أفضل، يجدر النظر في الأنواع الحالية من المحركات الكهربائية للسيارات الكهربائية.
يمكن تصنيفها تقريبًا وفقًا لنوع التيار:
- أجهزة التيار المتردد؛
- تصاميم العاصمة.
- حلول عالمية (قادرة على العمل بالتيار المباشر والمتردد).
في كثير من الأحيان، ينشأ الوضع عندما يكون مكان بناء منزل خاص مثاليا ببساطة في جميع النواحي، ولكن في الوقت نفسه لا توجد إمكانية الاتصال بالمركزية. أصبحت مسألة توفير الكهرباء، التي بدونها يكون الأداء الطبيعي للمرافق الحديثة مستحيلا، حادة بشكل خاص. ولذلك فإن أفضل طريقة للخروج من هذا الوضع هي أنظمة إمداد الطاقة المستقلة، مما يضمن الاستقلال الكامل عن الشبكات الكهربائية المركزية، دون أي ضرر للبيئة.
سيكون استخدام الأنظمة المستقلة أرخص بكثير من مد خط كهرباء جديد، الأمر الذي يتطلب تكاليف مادية كبيرة. مصدر الطاقة المستقل هو ملكية كاملة لمالك المنزل. مع الصيانة الدورية، يمكن استخدامه لفترة طويلة.
أنظمة إمداد الطاقة المستقلة لمنزل خاص
تستخدم شبكات المرافق المستقلة على نطاق واسع في المنازل الخاصة. توفر إمدادات المياه والصرف الصحي ونظام التدفئة الخاصة الاستقلال الكامل عن المرافق المحلية. يعد حل مسألة توفير الكهرباء أكثر صعوبة، ولكن مع النهج الصحيح باستخدام مصادر الطاقة البديلة، يمكن التغلب على هذه المشكلة بسهولة نسبيًا. هناك عدة خيارات لإمدادات الطاقة المستقلة، كل منها يناسب ظروف التشغيل المحددة، بما في ذلك أنظمة إمداد الطاقة الشمسية.
جميع الأنظمة المستقلة لها نفس مبدأ التشغيل، ولكنها تختلف في مصادرها الأولية للكهرباء. عند اختيارها، يتم أخذ عوامل مختلفة بعين الاعتبار، بما في ذلك تكاليف التشغيل. على سبيل المثال، تتطلب مولدات البنزين أو الديزل الوقود باستمرار. البعض الآخر، المرتبط بشكل مشروط بما يسمى آلات الحركة الدائمة، لا يحتاج إلى ناقلات الطاقة، ولكن على العكس من ذلك، هم أنفسهم قادرون على توليد الكهرباء عن طريق تحويل طاقة الشمس والرياح.
تتشابه جميع مصادر إمداد الطاقة المستقلة إلى حد كبير مع بعضها البعض في هيكلها العام ومبدأ تشغيلها. وتضم كل واحدة منها ثلاث وحدات رئيسية:
- محول الطاقة. تتمثل في الألواح الشمسية أو حيث يتم تحويل طاقة الشمس والرياح إلى تيار كهربائي. تعتمد فعاليتها إلى حد كبير على الظروف الطبيعية والطقس في منطقة معينة - النشاط الشمسي وقوة الرياح واتجاهها.
- البطاريات. إنها حاويات كهربائية تقوم بتخزين الكهرباء المولدة بشكل نشط في الطقس الأمثل. كلما زاد عدد البطاريات، كلما أمكن استخدام الطاقة المخزنة لفترة أطول. يتم استخدام متوسط استهلاك الكهرباء اليومي لإجراء العمليات الحسابية.
- مراقب. يؤدي وظيفة التحكم في توزيع تدفقات الطاقة المولدة. في الأساس، تقوم هذه الأجهزة بمراقبة حالة البطاريات. عندما يتم شحنها بالكامل، تذهب كل الطاقة مباشرة إلى المستهلكين. إذا اكتشفت وحدة التحكم أن البطارية منخفضة، فسيتم إعادة توزيع الطاقة: يذهب جزء منها إلى المستهلك، ويتم إنفاق الجزء الآخر على شحن البطارية.
- العاكس. جهاز لتحويل التيار المباشر 12 أو 24 فولت إلى جهد قياسي قدره 220 فولت. تتمتع العاكسات بقدرات مختلفة، حيث يتم أخذ الطاقة الإجمالية للمستهلكين الذين يعملون في وقت واحد. عند إجراء الحسابات، من الضروري السماح بهامش معين، لأن تشغيل المعدات في حدود قدراتها يؤدي إلى فشلها السريع.
هناك العديد من مصادر الطاقة المستقلة لمنزل ريفي، ويتم استكمال الحلول الجاهزة لها بعناصر مختلفة في شكل كابلات توصيل وكوابح لتصريف الكهرباء الزائدة والمكونات الأخرى. لاختيار الوحدة المناسبة، يجب أن تصبح أكثر دراية بكل نوع من مصادر الطاقة البديلة.
المولدات ومحطات الطاقة الصغيرة
تُستخدم مجموعات المولدات ومحطات الطاقة الصغيرة على نطاق واسع وتوفر مصدرًا مستقلاً للطاقة للمنزل، خاصة في حالة عدم وجود شبكات كهربائية مركزية على الإطلاق. شريطة أن يتم اختيار الوحدة بشكل صحيح، فإن جهد الخرج يكون قادرًا على تزويد المنشأة بالكهرباء بشكل كامل. العامل الرئيسي في التشغيل العادي للمعدات هو امتثالها للمعايير الكهربائية للمستهلكين المتصلين.
كقاعدة عامة، تؤدي محطات الطاقة المستقلة وظيفتين رئيسيتين. وهي بمثابة مصدر للطاقة الاحتياطية أثناء انقطاع التيار الكهربائي أو تزويد المنشأة بالكهرباء بشكل مستمر. وفي كثير من الحالات، توفر هذه الأجهزة مصدر جهد كهربائي عالي الجودة مقارنة بالشبكة المركزية. وهذا مهم جدًا عند استخدام معدات حساسة للغاية، مثل مراجل تسخين الغاز والمعدات الطبية وغيرها من المعدات.
إن قوة المولدات وإنتاجيتها وقدرتها على العمل لفترة طويلة دون إيقافها لها أهمية كبيرة. تنتمي المعدات منخفضة الطاقة إلى فئة المولدات الكهربائية، بينما تعتبر التصميمات الأكثر تعقيدًا وقوة محطات طاقة صغيرة. تشتمل الأجهزة منخفضة الطاقة على مولدات قادرة على تحمل حمولة لا تتجاوز 10 كيلووات.
هناك أنواع مختلفة من المولدات، اعتمادا على الوقود المستخدم.
- الغازولين. غالبًا ما يستخدم كمصدر طاقة احتياطي بسبب ارتفاع تكلفة الوقود والصيانة الباهظة الثمن نسبيًا. تكلفة وحدات البنزين أقل بكثير من نظائرها الأخرى، مما يجعلها قابلة للحياة اقتصاديًا على وجه التحديد كمصدر احتياطي أثناء انقطاع التيار الكهربائي.
- ديزل. لديهم عمر خدمة كبير، أعلى بكثير من نظرائهم من البنزين. يمكن لهذه المعدات أن تعمل لفترة أطول، حتى تحت الأحمال الثقيلة. على الرغم من تكلفتها العالية، إلا أن الطلب على مولدات الديزل مرتفع بسبب الوقود الرخيص وقلة الصيانة.
- غاز. يمكن بسهولة مقارنة موثوقية وكفاءة هذه الوحدات بمولدات البنزين والديزل. الميزة الرئيسية هي السعر المنخفض والود البيئي أثناء التشغيل.
وتتكون كل وحدة من محرك ومولد نفسه. من أجل تشغيل أكثر ملاءمة، تم تجهيز جميع الأجهزة بمفتاح إشعال وبادئ وبطارية ومآخذ توصيل للمستهلكين وأدوات قياس وخزان وقود وفلتر هواء وعناصر أخرى.
البطاريات وإمدادات الطاقة غير المنقطعة
أحد الخيارات أثناء انقطاع التيار الكهربائي في منزل ريفي هو إمدادات الطاقة غير المنقطعة. استخدامها يسمح بحل العديد من المشاكل، خاصة أثناء انقطاع التيار الكهربائي على المدى القصير. يتم تنظيم الطاقة باستخدام العاكس والمثبت. يتيح لك استخدام مصادر الطاقة غير المنقطعة حفظ المعلومات المهمة على جهاز الكمبيوتر الخاص بك، والتي يمكن تدميرها في حالة انقطاع التيار الكهربائي بشكل غير متوقع.
يشتمل الهيكل على دائرة تحكم وعاكس، وهو في الأساس شاحن. يعتمد وقت التبديل وضمان الإمداد المستمر بالكهرباء للمستهلك على قوته. ونتيجة لهذا، يتم ضمان إمدادات الطاقة المستقلة للمنزل الريفي.
يتم إعطاء دور خاص للمثبت، وتتمثل وظيفته الرئيسية في زيادة أو تقليل إمدادات التيار القادم من الشبكة الرئيسية. لذلك، عند اختيار مصدر طاقة غير منقطع، يجب أن تأخذ في الاعتبار الخصائص التقنية للعاكس والمثبت. تم تجهيز الأجهزة القياسية بمثبت يمكنه فقط تقليل الجهد.
تشمل الصفات الإيجابية لـ UPS تكلفتها المنخفضة نسبيًا. تعمل بصمت ولا تتعرض للتسخين بسبب كفاءتها العالية التي تصل إلى 99%. العيب الرئيسي هو التحول الطويل إلى مصدر الطاقة الخاص بك. لا توجد إمكانية لضبط الجهد وتردد إمداد الطاقة يدويًا. أثناء تشغيل البطارية، سيكون لخرج الجهد شكل غير جيبي.
لقد أثبتت مصادر الطاقة غير المنقطعة فعاليتها بشكل جيد مع أجهزة الكمبيوتر والشبكات المحلية، مما يحافظ على وظائفها بشكل فعال. لقد تبين أنهم الخيار الأمثل للاستخدام في هذا المجال.
إمدادات الطاقة لمنزل خاص مع الألواح الشمسية
في المنازل الخاصة والريفية، أصبحت الألواح الشمسية شائعة بشكل متزايد، وتستخدم كمصادر طاقة رئيسية أو احتياطية. وتتمثل المهمة الرئيسية لهذه الأجهزة في تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية.
هناك طرق مختلفة للاستفادة من التيار المباشر الناتج عن الألواح الشمسية. ويمكن استخدامه مباشرة، مباشرة بعد الإنتاج، أو تجميعه في البطاريات واستهلاكه حسب الحاجة في الظلام. بالإضافة إلى ذلك، يمكن تحويل التيار المباشر باستخدام العاكس إلى تيار متردد بجهد 110 و220 و380 فولت ويمكن استخدامه لمجموعات وأنواع مختلفة من المستهلكين.
يعمل نظام إمداد الطاقة الشمسية المستقل بالكامل وفقًا لمخطط محدد. خلال ساعات النهار تنتج الكهرباء، والتي يتم بعد ذلك توفيرها لوحدة التحكم في الشحن. وتتمثل المهمة الرئيسية لوحدة التحكم في التحكم في شحن البطارية. إذا كانت قدرتها كاملة بنسبة 100%، يتوقف إمداد الألواح الشمسية بالشحن. يقوم العاكس بتحويل التيار المباشر إلى تيار متردد بمعلمات محددة. عند تشغيل المستهلكين، يأخذ هذا الجهاز الطاقة من البطاريات، ويحولها ويرسلها إلى الشبكة للمستهلكين.
الطاقة الشمسية، تبعا للمواسم، ليست ثابتة ولا تعتبر دائما المصدر الرئيسي. بالإضافة إلى ذلك، فإن كمية الكهرباء المستهلكة يوميًا تختلف أيضًا في اتجاهات مختلفة. لذلك، عندما يتم تفريغ البطاريات بالكامل، يتحول نظام إمداد الطاقة المنزلي تلقائيًا من الألواح الشمسية إلى مصادر طاقة احتياطية أخرى أو إلى الشبكة الكهربائية المركزية.
تجعل الألواح الشمسية أصحاب المنازل مستقلين تمامًا عن مصدر الطاقة المركزي. وفي هذه الحالة، لا تكون هناك حاجة إلى شبكات كهربائية، ويتم التخلص من التكاليف الإضافية للحصول على التصاريح ودفع ثمن الكهرباء. ولا يعتمد هذا النظام على انقطاعات مركزية للكهرباء، ولا يتأثر بارتفاع التعرفة، ولا توجد قيود على توصيل القدرات الإضافية.
يمكن استخدام الألواح الشمسية لفترة زمنية طويلة تتراوح ما بين 20-50 سنة. يتم إجراء الاستثمارات المالية الجادة مرة واحدة فقط، وبعد ذلك سيعمل النظام ويدفع تكاليفه تدريجياً. تتم جميع عمليات تشغيل البطارية تلقائيًا بالكامل. الميزة المهمة هي السلامة الكاملة للطاقة الشمسية للإنسان والبيئة. للحصول على النتيجة الاقتصادية المرجوة، يجب عليك اختيار المعدات بشكل صحيح، وتثبيته وتشغيله.
توربينات الرياح
لقد تم استخدام طاقة الرياح لفترة طويلة. ومن الأمثلة الواضحة على ذلك السفن الشراعية وطواحين الهواء التي أصبحت من الماضي. حاليًا، بدأ استخدام طاقة الرياح مرة أخرى لأداء عمل مفيد.
يعتبر مولد الرياح ممثلاً نموذجيًا لهذه الأجهزة. يعتمد مبدأ تشغيل الوحدة على دوران الشفرات الدوارة المثبتة على عمود المولد بواسطة تدفق الهواء. نتيجة للدوران، يتم إنشاء التيار المتردد في اللفات المولد. ويمكن استهلاكها مباشرة أو تجميعها في البطاريات واستخدامها مستقبلا حسب الحاجة. وبالتالي، يتم ضمان إمدادات الطاقة المستقلة للمنشأة.
بالإضافة إلى المولد، تحتوي دائرة التشغيل على وحدة تحكم تؤدي وظيفة تحويل التيار المتردد ثلاثي الطور إلى تيار مباشر. يتم إرسال التيار المحول لشحن البطاريات. لا يمكن للأجهزة المنزلية أن تعمل بالتيار المباشر، لذلك يتم استخدام العاكس لتحويله بشكل أكبر. وبمساعدته، يتم تحويل التيار المباشر مرة أخرى إلى تيار منزلي متناوب عند 220 فولت. نتيجة لجميع التحولات، يتم استهلاك ما يقرب من 15-20٪ من الكهرباء المولدة في البداية.
يمكن استخدام البطاريات الشمسية، وكذلك مولدات البنزين أو الديزل، مع توربينات الرياح. في هذه الحالات، تشتمل الدائرة أيضًا على مفتاح نقل تلقائي (ATS)، والذي يقوم بتنشيط مصدر التيار الاحتياطي في حالة إيقاف تشغيل المصدر الرئيسي.
ومن أجل الحصول على أقصى قدر من الطاقة، يجب أن يكون موقع مولد الرياح على طول اتجاه تدفق الرياح. تم تجهيز أبسط الأنظمة بدوارات طقس خاصة متصلة بالطرف المقابل للمولد. ريشة الطقس عبارة عن شفرة عمودية تعمل على توجيه الجهاز بأكمله نحو الريح. في التركيبات الأكثر تعقيدًا وقوة، يتم تنفيذ هذه الوظيفة بواسطة محرك كهربائي دوار، يتم التحكم فيه بواسطة مستشعر الاتجاه.