W przypadku awarii zasilania można zrezygnować z pewnych udogodnień, takich jak sprzęt RTV czy AGD. Problemem staje się przede wszystkim użytkowanie maszyn i systemów niezbędnych do funkcjonowania gospodarstwa. Na co dzień nie zastanawiamy się, jak bardzo jesteśmy uzależnieni od ciągłej dostawy energii elektrycznej. Urządzenia do przygotowywania i zadawania pasz, udoju, systemy chłodnicze czy też ogrzewające - wymieniać można by bardzo długo. Wskutek różnych wydarzeń, przerwa w zasilaniu może nastąpić w każdym momencie. Należałoby zadać sobie pytania - jak długo moje gospodarstwo może funkcjonować bez prądu lub czy w ogóle może funkcjonować w takiej sytuacji. I najważniejsze: jak mogę zabezpieczyć się na taką ewentualność?

KATEGORIE ODBIORNIKÓW

Pierwszym krokiem przy tworzeniu systemu zabezpieczenia w energię elektryczną jest analiza rodzaju odbiorników prądu. Jest to bardzo istotne, ponieważ rzutuje ona na efektywność całego systemu. Ogólnie przy tworzeniu tego typu analiz przyjęto następujący podział:

odbiorniki III kategorii zasilania - to urządzenia, w których dowolnie długa przerwa w dostawie energii elektrycznej nie powoduje żadnych negatywnych skutków. Do tej grupy można zaliczyć sprzęt pracujący okresowo, jak choćby śrutowniki, myjki ciśnieniowe czy narzędzia warsztatowe;

odbiorniki II kategorii zasilania - w tej grupie zostały sklasyfikowane urządzenia, dla których krótka przerwa w dostawie energii elektrycznej nie spowoduje negatywnych skutków. Grupa ta obejmuje sprzęty wykorzystywane na co dzień, niezbędne w procesie produkcji, jednak których chwilowe, na przykład kilkunastominutowe unieruchomienie nie będzie powodować większych strat, na przykład dojarki, schładzalniki lub wyciągi do obornika;

odbiorniki I kategorii zasilania - tutaj zaliczone są odbiorniki, gdzie krótkotrwała przerwa w zasilaniu w energię elektryczną może powodować zagrożenie życia ludzi lub znaczne straty materialne, takie jak inkubatory czy systemy wentylacyjne w komorach przechowalniczych.

Należałoby zastanowić się, których odbiorników we własnym gospodarstwie jest najwięcej. Najbardziej wrażliwe odbiorniki kategorii I wymagają szczególnego traktowania. Niewyobrażalną lekkomyślnością jest tutaj brak systemu awaryjnego zasilania. Obiekty takie początkowo występowały w budynkach użyteczności publicznej, szczególnie w szpitalach, jak również w dużych zakładach przemysłowych. Coraz częściej trafiają również do gospodarstw przykład (np. wspomniane inkubatory). Szczególnie narażone są systemy elektroniczne. Mikrokomputery czy też zestawy sterujące bardzo często wyposażone są w zasilacze awaryjne UPS jednak te pozwalają zazwyczaj na podtrzymanie napięcia przez kilka minut, dając czas na włączenie układu zasilania alternatywnego.

ZAPOTRZEBOWANIE MOCY ODBIORNIKÓW

Po klasyfikacji urządzeń do odpowiednich kategorii należy się zastanowić, jaka jest sumaryczna moc tych urządzeń. Wbrew pozorom nie jest to zadanie łatwe. Pierwszym krokiem jest zrobienie listy odbiorników niezbędnych do funkcjonowania gospodarstwa. Odbiorniki energii należałoby podzielić na dwie grupy: o charakterze rezystancyjnym (wszelkiego rodzaju grzałki, żarówki) oraz o charakterze indukcyjnym (silniki elektryczne, transformatory). Z każdego urządzenia trzeba odczytać moc z tabliczki znamionowej. Poszczególne moce zsumować, aby uzyskać moc użyteczną, jaką musimy dostarczyć, aby zasilić awaryjnie te urządzenia. W przypadku odbiorników o charakterze rezystancyjnym, urządzenie zasilające powinno dysponować zapasem mocy rzędu 10-20 proc., w przypadku odbiorników o charakterze indukcyjnym moc zespołu zasilającego powinna być aż dwu- lub trzykrotnie wyższa. Dla urządzeń uruchamianych pod obciążeniem zalecana moc powinna być nawet sześciokrotnością mocy znamionowej.

ENERGIA W ZAPASIE

Podstawowy podział metod zasilania awaryjnego wyodrębnia dwie grupy: urządzenia magazynujące energię elektryczną oraz takie, które tę energię produkują (tak naprawdę zamieniają energie paliw w prąd elektryczny). Pierwsza możliwość to gromadzenie energii w postaci zasilaczy awaryjnych UPS czy też baterii akumulatorów. Podstawową wadą takiego rozwiązania jest ograniczona pojemność. Mamy jasno określony czas, przez jaki nasze urządzenia będą zasilane. Z drugiej strony niepodważalną zaletą takiego systemu zasilania awaryjnego jest możliwość natychmiastowego zadziałania, bez nawet krótkotrwałej przerwy w dostawie prądu.

Najczęstszym rozwiązaniem jest zastosowanie akumulatorowych systemów zasilania awaryjnego. Ich zasada działania opiera się na ciągłym dostarczaniu energii do odbiornika. Podczas zaniku napięcia w sieci urządzenie przechodzi w tryb pracy. Generuje ono napięcie zmienne 230 V, pobierając energię z akumulatora. W momencie ponownego pojawienia się napięcia w sieci, urządzenie samoczynnie przełącza zasilany obiekt na zasilanie sieciowe, samo natomiast ładuje akumulatory. Czas pracy zależy od obciążenia i pojemności akumulatorów, jakie zastosujemy. Cena: urządzenie zasilania awaryjnego wraz z przetwornicą to koszt od 750 zł (230 V; maksymalne obciążenie 1400 W) do 3800 zł (230 V; maksymalne obciążenie 5000 W).

Bardzo istotny jest dobór odpowiednich akumulatorów. Żywotność akumulatorów stosowanych w systemach zasilania awaryjnego jest różna, zależy od ich typu. Najczęściej stosowane są akumulatory żelowe i AGM. Ogniwa żelowe cechują się bezobsługowością oraz małym samorozładowaniem. Są to akumulatory kwasowo-ołowiowe z żelowym elektrolitem. Zawarty w nich żel to mieszanka kwasu siarkowego i krzemionki. Elektrolit nie wycieka, unikamy przez to korozji, jak również konieczności kontroli jego stanu. Technologia akumulatorów AGM (z ang. absorbtiveglass mat) polega na zaabsorbowaniu elektrolitu w separatorze wykonanym z maty szklanej. Rozwiązanie takie polepsza moc maksymalną takiego akumulatora, wynika to z niskiej rezystancyjności wewnętrznej. Wybierając taki akumulator, należy przed zakupem zwrócić uwagę, czy jest on przystosowany do pracy cyklicznej. Ogniwa żelowe charakteryzują się dłuższą żywotnością, lecz są nieco droższe niż AGM. Przykładowe ceny AGM: od 1009 zł (90 Ah/12V) do 2400 zł (220Ah/12 V); żelowe: od 1030 zł (90 Ah/12 V) do 2520 zł (220 Ah/12 V). Koszt całej instalacji jest znaczny, biorąc pod uwagę zakup większej liczby ogniw, aby móc zasilać nasze odbiorniki przez dłuższy okres.

AGREGATY PRĄDOTWÓRCZE

Rozwiązaniem, które umożliwia zasilanie w energię elektryczną przez długi czas, jest zastosowanie agregatu prądotwórczego. Agregat prądotwórczy to urządzenie, które ma za zadanie zamianę energii różnego rodzaju paliw na energię elektryczną. Ze względu na szeroki wachlarz rozwiązań, schematyczną budowę można przedstawić w następujący sposób:

źródło napędu generatora (najczęściej własny silnik spalinowy),

generator prądu (służy do zamiany energii mechanicznej na energię elektryczną),

układ sterowniczo-regulacyjny.

Urządzenia takie produkowane są w różnorakiej formie i rozmiarze. Począwszy od małych jednofazowych urządzeń przenośnych o mocy rzędu 2 kW, zasilanych silnikiem benzynowym, kończąc na dużych kontenerowych agregatach o mocach nierzadko przekraczających 500 kW wyposażonych w silnik wysokoprężny.

Przyjrzyjmy się kilku rozwiązaniom technicznym agregatów prądotwórczych. Pierwszą grupę stanowią agre gaty przenośne. Budowane są w sposób umożliwiający ich przemieszczanie, w postaci konstrukcji ramowych, czasem wyposażone są w koła jezdne. Moc zazwyczaj nie przekracza 20 kW. Agregaty przenośne zasilane są najczęściej silnikiem benzynowym z rozruchem ręcznym. Wyposażone mogą być w prądnicę jedno lub trójfazową. Ceny urządzeń są mocno zróżnicowane: od 3 500 zł za urządzenie generujące moc 4,8 kW (230 V) do 18 200 zł za agregat o mocy 17,6 kW (400/230 V) zasilany dwucylindrowym silnikiem benzynowym.

Gospodarstwa wymagające większych mocy mogą nabyć duże agregaty kontenerowe. Urządzenia takie napędzane są silnikami wysokoprężnymi. Całość zamknięta jest w zwartej, najczęściej wyciszonej obudowie. Zakres mocy, jakie oferują producenci, jest bardzo szeroki: od 9 aż do niemal 600 kW.

Główną wadą tego rodzaju urządzeń jest wysoka cena. Urządzenie generujące 24,8 kW (a więc dość uniwersalne, jeśli chodzi o średnie gospodarstwa), to koszt rzędu 34 000 zł. Istnieje jednak alternatywa - wręcz idealna dla rolnictwa. Rozwiązanie, które zapewnia produkcję energii elektrycznej, jednocześnie nie będące zbyt dużym obciążeniem budżetu. Ponieważ ogromny wpływ na cenę agregatu prądotwórczego wywiera koszt silnika spalinowego, niektórzy producenci oferują także agregaty, w których rolę napędu urządzenia przejmuje ciągnik rolniczy. Napęd przenoszony jest z WOMa. Główną wadą takiego systemu jest konieczność zaangażowania w pracę ciągnika, przez co nie może zostać użyty do innych prac, jednak agregat taki używany jest tylko w sytuacjach awaryjnych. Koszt zakupu tego rodzaju agregatu jest nieporównywalnie niższy. Za niewielkie urządzenie generujące maksymalnie 9 kW trzeba zapłacić ok. 5 000 zł. Do współpracy wymagany jest ciągnik o mocy co najmniej 35 KM. Wraz ze wzrostem mocy cena wydaje się coraz bardziej atrakcyjna. Agregat o mocy maksymalnej 30 kVA (a więc ok. 24 kW) kosztuje 7 300 zł, do napędu wymagany jest ciągnik o mocy 65 KM. Porównując z agregatem wyposażonym we własny silnik, cena jest prawie pięciokrotnie niższa.

Są to oczywiście tylko najpopularniejsze urządzenia. Producenci oferują również agregaty zasilane gazem (LPG, CMG, metan), jak również układy kogeneracyjne, które jednocześnie produkują ciepło i energię elektryczną.

CO WYBRAĆ?

Systemy zasilania w energię elektryczną mogą opierać się na korzystaniu ze zgromadzonej energii przez pewien czas bez jakiejkolwiek przerwy w dostawie tejże energii lub też generować tę energię, korzystając z innych paliw. A może połączyć oba te systemy? Jak najbardziej takie układy hybrydowe funkcjonują i są najbardziej efektywne. Podczas zaniku prądu w sieci zasilanie przejmuje układ akumulatorów, dając nam czas na włączenie agregatu prądotwórczego. Pytanie tylko, czy inwestycja w tak rozbudowaną instalację jest potrzebna? Na pewno tak w przypadku układów, które nie mogą mieć nawet krótkotrwałej przerwy w dostawie prądu. W większości gospodarstw wystarczające będzie jednak wyposażenie się w mały agregat zasilany od WOM ciągnika. Daje to poczucie bezpieczeństwa energetycznego za stosunkowo nieduże pieniądze.