روش‌های تأمین برق اضطراری

انواع روش‌های تأمین برق اضطراری

ژنراتور

منظور از ژنراتور سیستمی است که به طور اتوماتیک یا نیمه‌اتوماتیک وارد مدار میشه تا در صورت قطع برق اصلی، برق مورد نیاز یک ساختمان بزرگ‌تر، یک کارخانه، بیمارستان یا حتی یک مجتمع مسکونی را تامین کند.

مراحل تأمین برق اضطراری به وسیله ژنراتور

• تشخیص قطعی: واحد کنترل اتوماتیک (Automatic Transfer Switch – ATS) به صورت پیوسته وضعیت شبکه اصلی برق را پایش نموده و به محض شناسایی قطع برق یا افت ولتاژ، فرمان راه‌اندازی را صادر می‌نماید.
• راه‌اندازی ژنراتور: موتور ژنراتور (معمولاً دیزلی یا گازی) به صورت خودکار آغاز به کار کرده و به سرعت به دور و فرکانس نامی می‌رسد.
• پایداری و آماده‌سازی: ژنراتور برای مدت کوتاهی در وضعیت بی‌باری کار می‌کند تا پایداری ولتاژ و فرکانس خروجی تضمین گردد.
• انتقال بار: پس از حصول پایداری، واحد ATS ارتباط بار با شبکه اصلی را قطع نموده و خروجی ژنراتور را به مدار مصرفی متصل می‌سازد. این فرآیند با حداقل وقفه و بدون آسیب به تجهیزات الکتریکی صورت می‌پذیرد.
• تامین برق: ژنراتور تا زمان برقراری مجدد برق اصلی، به تامین پایدار انرژی الکتریکی ادامه می‌دهد.
• بازگشت به شبکه اصلی: به محض تشخیص اتصال و پایداری شبکه برق اصلی، ATS پس از یک دوره تأخیر زمانی معین، بار را مجدداً به شبکه اصلی منتقل می‌نماید.
• توقف ژنراتور: ژنراتور برای مدت کوتاهی در وضعیت بی‌باری به کار خود ادامه داده و سپس به منظور خنک شدن موتور، به صورت خودکار متوقف می‌گردد و در حالت آماده‌باش برای قطعی‌های آتی قرار می‌گیرد.

موتور برق

موتور برق (ژنراتور) در واقع یک دستگاه است که انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کند. این دستگاه‌ها معمولاً از یک موتور احتراق داخلی (که می‌تواند با بنزین، گازوئیل، گاز طبیعی یا پروپان کار کند) برای چرخاندن یک آلترناتور (ژنراتور الکتریکی) استفاده می‌کنند. وقتی آلترناتور می‌چرخد، میدان مغناطیسی ایجاد شده باعث تولید جریان برق می‌شود.

مراحل تأمین برق اضطراری توسط موتور برق

1. سوخت‌رسانی: ابتدا باید مخزن سوخت موتور برق را با نوع سوخت مناسب پر کنید (بنزین، گازوئیل و غیره).
2. راه‌اندازی موتور: موتور برق را با استفاده از هندل، استارت برقی یا دکمه روشن/خاموش راه‌اندازی می‌کنید. موتور شروع به کار می‌کند و انرژی مکانیکی تولید می‌کند.
3. تبدیل انرژی: این انرژی مکانیکی به آلترناتور منتقل می‌شود. آلترناتور با چرخش خود، انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی (جریان متناوب یا AC) تبدیل می‌کند.
4. تثبیت ولتاژ: بسیاری از موتورهای برق دارای یک سیستم تثبیت ولتاژ (AVR) هستند که ولتاژ خروجی را در یک محدوده ثابت نگه می‌دارد تا از آسیب رسیدن به وسایل برقی جلوگیری شود.
5. خروجی برق: برق تولید شده از طریق پریزهای خروجی روی موتور برق قابل دسترسی است و می‌توانید وسایل برقی خود را به آن متصل کنید.

کاربردهای اصلی موتور برق

• زمان قطعی برق: برای تامین برق اضطراری در منازل، ادارات یا کسب‌وکارها.
• مکان‌های بدون دسترسی به برق شهری: در کمپینگ‌ها، کارگاه‌های ساختمانی دورافتاده، یا رویدادهای خارج از شهر.
• پشتیبانی از تجهیزات خاص: برای راه‌اندازی ابزارهای برقی سنگین در مکان‌هایی که پریز برق در دسترس نیست.

تفاوت موتور برق و ژنراتور برق

1. اندازه و توان

• موتور برق (Portable Generator): عموماً به دستگاه‌های کوچک‌تر، با قابلیت حمل و توان پایین‌تر (در محدوده صدها وات تا حداکثر ۱۵ کیلووات) اطلاق می‌گردد که برای مصارف مقطعی و سبک مانند خانگی، کارگاهی یا تفریحی مناسب می‌باشند.
• ژنراتور (Standby Generator / Power Generator): به سامانه‌های ثابت و با توان بالا (از ده‌ها کیلووات تا مگاوات) اشاره دارد که جهت تامین برق اضطراری و پیوسته برای اماکن بزرگ مقیاس نظیر بیمارستان‌ها، مراکز صنعتی، مجتمع‌های تجاری و مسکونی طراحی شده‌اند.

2. نحوه راه‌اندازی و عملکرد

• موتور برق: راه‌اندازی آن اغلب به صورت دستی (هندلی یا کلید استارت) بوده و نیازمند اتصال کابل‌ها به صورت فیزیکی و نظارت انسانی بر قطع و وصل می‌باشد.
• ژنراتور: دارای سیستم کنترل اتوماتیک (ATS) بوده و تمام فرآیندهای راه‌اندازی، انتقال بار و توقف را به صورت خودکار و بدون نیاز به دخالت انسانی انجام می‌دهد.

3. نوع سوخت

• موتور برق: غالباً از بنزین و در مواردی گازوئیل یا گاز طبیعی استفاده می‌نماید.
• ژنراتور: عمدتاً از سوخت دیزل (گازوئیل) بهره می‌برد که برای توان‌های بالا و ذخیره‌سازی طولانی‌مدت بهینه‌تر است؛ مدل‌های گازی نیز برای اتصال به شبکه گاز شهری موجود می‌باشند.

4. محل نصب و قابلیت حمل

• موتور برق: قابلیت حمل و نقل داشته و اغلب مجهز به چرخ می‌باشند.
• ژنراتور: به صورت ثابت در محل‌های اختصاصی (مانند اتاق ژنراتور یا محفظه‌های عایق صدا در فضای باز) نصب می‌گردند.

5. پیچیدگی و هزینه

• موتور برق: از ساختار ساده‌تر و قیمت پایین‌تری برخوردار است.
• ژنراتور: به دلیل پیچیدگی‌های فنی، سیستم‌های کنترلی پیشرفته و توان بالا، دارای هزینه اولیه و نگهداری بالاتری می‌باشد.

یو پی اس (UPS)

برخلاف موتور برق که خودش تولید برق می‌کند، یو پی اس یک ذخیره‌کننده و تنظیم‌کننده برق است. کار اصلی‌اش این است که وقتی برق اصلی قطع می‌شود، بدون هیچ وقفه‌ای، برق ذخیره شده خودش را در اختیار دستگاه‌های متصل قرار دهد.

اجزای اصلی یک UPS و نحوه کار آن

1. باتری (Battery): قلب تپنده یو پی اس! این باتری‌ها هستند که انرژی الکتریکی را ذخیره می‌کنند. معمولاً از باتری‌های اسید-سرب یا لیتیوم-یون استفاده می‌شود.
2. شارژر (Charger / Rectifier): وقتی برق شهری وصل است، شارژر برق AC ورودی را به برق DC تبدیل کرده و باتری‌ها را شارژ می‌کند تا همیشه پر و آماده باشند.
3. اینورتر (Inverter): اینورتر دقیقاً برعکس شارژر عمل می‌کند. وقتی برق شهری قطع می‌شود، اینورتر برق DC ذخیره شده در باتری را به برق AC قابل استفاده برای دستگاه‌های شما تبدیل می‌کند.
4. مدار سوئیچینگ (Switching Circuit): این بخش وظیفه دارد به سرعت بین برق شهری و برق باتری سوئیچ کند. این سوئیچینگ به قدری سریع است که معمولاً شما متوجه آن نمی‌شوید و دستگاه‌هایتان حتی برای یک لحظه هم خاموش نمی‌شوند.

روش تأمین برق اضطراری توسط UPS

• در حالت عادی (برق شهری وصل است)

• برق شهری وارد UPS می‌شود.

• یو پی اس بخشی از این برق را برای شارژ باتری‌ها استفاده می‌کند.

• همزمان، برق شهری (که معمولاً توسط UPS فیلتر و تنظیم هم می‌شود) به دستگاه‌های شما می‌رسد. این کار باعث محافظت از دستگاه‌ها در برابر نوسانات برق هم می‌شود.

• در حالت اضطراری (برق شهری قطع می‌شود)

• مدار سوئیچینگ به محض تشخیص قطع برق، فوراً برق‌رسانی را از باتری‌ها به عهده می‌گیرد.

• اینورتر برق DC باتری را به AC تبدیل کرده و به دستگاه‌های شما می‌رساند. این اتفاق در عرض چند میلی‌ثانیه رخ می‌دهد.

• دستگاه‌های شما بدون هیچ وقفه‌ای به کار خود ادامه می‌دهند، تا زمانی که برق شهری وصل شود یا شارژ باتری‌های UPS تمام شود.

تفاوت اصلی یو پی اس با موتور برق

• تولید برق یا ذخیره برق: موتور برق خودش برق تولید می‌کند، اما UPS برق را ذخیره کرده و در زمان نیاز ارائه می‌دهد.
• زمان پاسخ‌گویی: UPS فوراً وارد عمل می‌شود (تقریباً صفر میلی‌ثانیه)، در حالی که موتور برق نیاز به زمان برای راه‌اندازی و گرم شدن دارد.
• سوخت: موتور برق نیاز به سوخت دارد، اما UPS از انرژی الکتریکی ذخیره شده در باتری استفاده می‌کند.
• نویز و آلودگی: UPS بی‌صدا و بدون آلودگی است، در حالی که موتور برق سر و صدا و دود دارد.
• مدت زمان تامین برق: موتور برق می‌تواند تا زمانی که سوخت دارد، برق تولید کند. اما UPS فقط برای مدت محدودی (بسته به ظرفیت باتری و میزان مصرف) برق می‌دهد.

پنل خورشیدی

اساس کار پنل‌های خورشیدی، سلول‌های خورشیدی (Solar Cells) هستند. این سلول‌ها معمولاً از مواد نیمه‌رسانا مانند سیلیکون ساخته شده‌اند. وقتی نور خورشید (که از ذراتی به نام فوتون تشکیل شده است) به این سلول‌ها برخورد می‌کند، این فوتون‌ها انرژی خود را به الکترون‌های درون ماده نیمه‌رسانا منتقل می‌کنند. این الکترون‌ها تحریک شده و شروع به حرکت می‌کنند، که نتیجه آن ایجاد جریان الکتریکی است. به این پدیده “اثر فوتوولتائیک” می‌گویند.

مراحل تأمین برق اضطراری توسط پنل خورشیدی

1. جذب نور خورشید: پنل‌های خورشیدی که معمولاً روی سقف خانه‌ها یا در مزارع خورشیدی نصب می‌شوند، نور خورشید را جذب می‌کنند.
2. تولید برق DC: هر سلول خورشیدی مقدار کمی برق مستقیم (DC) تولید می‌کند. با اتصال تعداد زیادی از این سلول‌ها به یکدیگر در یک پنل، می‌توانیم ولتاژ و جریان بیشتری از برق DC به دست آوریم.
3. تبدیل به برق AC (اینورتر): مشکل اینجاست که بیشتر وسایل برقی ما در خانه از برق متناوب (AC) استفاده می‌کنند، نه برق مستقیم (DC) که پنل‌های خورشیدی تولید می‌کنند. اینجا است که دستگاهی به نام اینورتر (Inverter) وارد عمل می‌شود. اینورتر برق DC تولید شده توسط پنل‌ها را به برق AC تبدیل می‌کند که قابل استفاده در خانه یا شبکه برق سراسری باشد.
4. مصرف یا ذخیره‌سازی

• مصرف مستقیم: برقی که توسط اینورتر به AC تبدیل شده است، می‌تواند بلافاصله در خانه شما مصرف شود.
• تزریق به شبکه: اگر تولید برق شما بیشتر از مصرفتان باشد، برق اضافی می‌تواند به شبکه برق سراسری تزریق شود (این کار معمولاً با یک کنتور دوطرفه اندازه‌گیری می‌شود و حتی ممکن است بابت آن از شرکت برق پول دریافت کنید!).
• ذخیره‌سازی در باتری: در سیستم‌های خورشیدی خارج از شبکه (Off-Grid) یا در سیستم‌های هیبریدی، برق اضافی در باتری‌ها ذخیره می‌شود تا در شب یا روزهای ابری که پنل‌ها برق تولید نمی‌کنند، از آن استفاده شود.

مزایای پنل‌های خورشیدی

• انرژی پاک و تجدیدپذیر: از خورشید که یک منبع بی‌پایان و بدون آلودگی است استفاده می‌کنند.
• کاهش قبوض برق: با تولید برق خودتان، نیاز به خرید برق از شبکه کاهش می‌یابد.
• استقلال انرژی: در مناطق دورافتاده یا در زمان قطعی برق، می‌توانند استقلال انرژی را فراهم کنند.
• کمترین نیاز به نگهداری: معمولاً عمر طولانی دارند و نگهداری کمی می‌خواهند.

معایب پنل خورشیدی

• وابستگی به نور خورشید: در شب یا روزهای ابری برق تولید نمی‌کنند.
• هزینه اولیه: نصب اولیه سیستم‌های خورشیدی می‌تواند گران باشد، اگرچه این هزینه با گذشت زمان کاهش یافته است.
• فضای مورد نیاز: برای نصب پنل‌ها نیاز به فضای کافی (معمولاً روی پشت بام) وجود دارد.

جهت مشاوره، نصب و راه اندازی انواع سیستم‌های برق اضطراری با متخصصین باتری جلودار تماس حاصل فرمایید: 3161-061