Як система Ajax може допомогти під час відключення світла

У багатьох регіонах світу нестабільне електропостачання — звична частина життя. Віддалені села, невеликі містечка, ферми, острови та курортні зони поза сезоном — усі ці місця регулярно стикаються з раптовими або тривалими відключеннями електроенергії, особливо під час буревіїв або аномальної спеки. Домовласники не мають змоги закрити базові потреби, власники бізнесу втрачають доступ до електронних замків та камер відеоспостереження, фермерські господарства стикаються з зупинкою роботи автоматизованих систем для догляду за рослинами та тваринами.

Резервні джерела живлення — генератори, зарядні станції, акумулятори у поєднанні з інверторами, альтернативні джерела — виручають, але не завжди. Якщо підʼєднати забагато пристроїв одночасно, заряд може закінчитись менш ніж за годину. А ще є ризик перегріву або пошкодження обладнання через перенавантаження.

Система Ajax допоможе не тільки захистити майно під час тривалих відключень, а й автоматизувати електроспоживання. За потреби, пристрої автоматизації Ajax відключать некритичні прилади або ті, що споживають багато електроенергії. У цій статті ми розкажемо, як система Ajax оптимізує використання заряду та захищає резервне джерело живлення від перенавантаження, а побутові прилади — від стрибків напруги чи струму й підвищення температури.

Як визначити, які пристрої потребують резервного живлення

За умов обмежених ресурсів дуже важливі заощадження та автономність. Тому для початку треба визначити, які пристрої критично необхідні для життя. Традиційно це доступ до приготування їжі та її зберігання, водопостачання, інтернет, підтримання температури приміщення в зимовий період та мінімальне освітлення. У стандартній квартирі з газовою плитою, центральним опаленням та водопостачанням можна заживити лише роутер та холодильник, а освітлення замінити на точкові джерела, що працюють від батарейок. Однак для приватних будинків та новобудов необхідно також заживити газовий котел, насос й, можливо, електроплиту та обігрівач чи кондиціонер.

Коли критично необхідні пристрої визначені, залишається вполювати енерговампірів. Деякі пристрої працюють у режимі очікування й споживають електроенергію, навіть якщо ви ними не користуєтеся. Наприклад, ноутбук, стаціонарний компʼютер, розумна колонка, посудомийна машина, пральна машина й сушарка, мікрохвильова піч, телевізор й телеприставка, принтер. Простий спосіб скоротити споживання енергії — автоматизувати вимкнення приладів-вампірів під час переходу на резерв.

Також можна відмовитися від використання приладів, які споживають багато електроенергії. Це електрочайник, кавомашина, фен. Цими приладами краще користуватися заплановано, в години заживлення згідно з графіком відключень або замінити на автономні аналоги.

Як розрахувати споживання пристроїв

У характеристиках до кожного електроприладу виробник зазвичай вказує максимальну і середню потужність у ватах (Вт, W) або кіловатах (кВт, kW), рідше — тільки максимальну. Наприклад, максимальна потужність сучасних холодильників становить приблизно 200 Вт, тому за одну годину в режимі роботи двигуна чи компресора такий холодильник споживає максимально до 200 Вт або 0,2 кВт електроенергії. Однак такі прилади, як холодильник, бойлер, обігрівач тощо, працюють циклічно: періоди активності змінюються періодом очікування або сну. Тому фактичне споживання завжди буде меншим за вказане виробником.

Розрахувати фактичне (або середнє) споживання можна за допомогою розумних розеток Ajax¹: просто підʼєднайте до них бажані пристрої та простежте за споживанням у застосунку Ajax декілька годин.

Ще один спосіб дізнатися, скільки електроенергії споживають прилади, — це ваш електролічильник. Як розрахувати споживання:

1. Вимкніть усі пристрої, крім тих, споживання яких хочете обрахувати.
2. Запишіть поточний показник електролічильника.
3. Залиште вибрані пристрої увімкненими на кілька годин (наприклад, 3–5 годин).
4. Знову запишіть показники лічильника.
5. Відніміть початкове значення від нового. Так ви отримаєте значення загального споживання за попередні години.
6. Поділіть отримане число на кількість годин, що пропрацювали електроприлади. Так ви дізнаєтесь середнє споживання за одну годину.

Як розрахувати бажаний час роботи від резервного живлення

Основним параметром всіх альтернативних джерел живлення є потужність. Вона вимірюється у ватах (Вт) і показує, яку максимальну кількість енергії джерело живлення може віддавати в одиницю часу. Чим вища потужність, тим більше приладів можна одночасно підключити.

Для джерел живлення акумуляторного типу також важлива ємність: параметр вимірюється у ват-годинах (Вт⋅год) і означає, скільки енергії акумулятор може віддавати за годину часу й накопичити назад. Це, по суті, показує, як довго живлення буде тривати за заданого навантаження.

Зазвичай виробник вказує два типи потужності. Номінальна потужність — та, з якою резервне джерело живлення може працювати довгий час. Пікова потужність — це максимальне навантаження, яке може витримати джерело живлення за короткий проміжок часу. Наприклад, для запуску пристроїв із високим пусковим струмом.

Підсумуйте споживання необхідних пристроїв та розрахуйте час роботи від резервного живлення за формулою нижче. Зверніть увагу, що для пристроїв із високим пусковим струмом краще брати максимальне значення споживання, що вказане виробником в його технічних характеристиках. У формулу додано 15% від сумарної потужності пристроїв для врахування можливих втрат у перетворювачах напруги або періодичне збільшення споживання приладів.

Приклад розрахунку 

Обʼєкт: квартира.

Резервне джерело живлення: зарядна станція з вихідною потужністю 1000 Вт⋅год.

1000 ÷ (192,5 + 28,4) = 1000 ÷ 221,4 = 4,51 

Вихідна потужність резервного живлення 1000 Вт забезпечить приблизно 4 години 30 хвилин автономної роботи. Аналогічно, вихідна потужність резервного живлення 1800 Вт забезпечить приблизно 8 годин 10 хвилин автономної роботи для вибраної конфігурації.

Приклади

Приватний будинок

Щоб забезпечити 4 години автономної роботи від резервного живлення, в даному прикладі приватний будинок можна заживити за допомогою зарядної станції або комплекту з інвертора й акумулятора. Знадобиться вихідна потужність 1800 Вт·год та ємність від 2500 Вт.

Кавʼярня

У цьому прикладі не враховано POS-термінал: зазвичай пристрій є мобільним й може працювати до 72 годин від вбудованого акумулятора, а заряджати термінал можна від основної мережі в години заживлення. Замість акустичної системи можна використовувати бездротову портативну колонку й так само заряджати її від основної мережі, як і POS-термінал. Загалом, щоб забезпечити до 6–8 годин автономної роботи кавʼярні, можна використовувати інвертор із вихідною потужністю 5 кВт·год та акумулятор ємністю від 10 кВт.

Продукти Ajax та їхні задачі

Незалежно від типу та розміру обʼєкта, для автоматичного вимкнення некритичних пристроїв вам знадобляться:

• Хаб Ajax
• Модуль інтеграції Ajax
• Пристрої автоматизації Ajax
• Стороннє проміжне реле
• АВР (автоматичний ввід резерву) — за необхідності
• Резервне джерело живлення

Резервне джерело живлення потрібно підʼєднати до розподільчого щита. У щиток встановлюється АВР (автоматичний ввід резерву): у разі зникнення основного живлення, він перемикає мережу 110-220 В~ на резерв й навпаки.

Хаб керує всіма пристроями в системі Ajax. Він встановлюється в захищеному від допитливих очей місці та працює від мережі 110-220 В~. Більшість бездротових моделей² мають вбудований резервний акумулятор, що пропрацює до 16 годин без наявності основного живлення. Гібридний хаб Superior Hub Hybrid, що одночасно підтримує дротові й бездротові пристрої Ajax, має можливість підʼєднання резервного акумулятора стороннього виробника й пропрацює до 60 годин на резерві³.

Модуль інтеграції (наприклад, Superior Transmitter Fibra) необхідний для відстеження відключення основної мережі електроенергії. Він підʼєднується до розподільчого щита через проміжне реле. В застосунку Ajax для модуля інтеграції налаштовується спеціальний тип події — Інформаційний. Цей тип події не здіймає тривогу та не надсилається на пульт моніторингу охоронної компанії.

Зазвичай АВР миттєво перемикає споживання з основної мережі на резерв: можна й не помітити, що обʼєкт почав живитися від резерву. У випадку зникнення основного живлення модуль інтеграції стежить за станом контактів проміжного реле. Коли їхній стан змінюється — модуль сповіщає хаб про подію. Хаб, своєю чергою, запускає сценарії, за якими пристрої автоматизації вмикають критичні прилади, а некритичні залишаються вимкненими. Хаб також миттєво сповіщає користувачів про втрату основного живлення, щоб попередити, що обʼєкт почав живитися від резерву.

Transmitter Jeweller

Бездротовий модуль для інтеграції одного стороннього пристрою в систему Ajax

1 609

Рекомендована ціна | ПДВ включений у вартість

Superior Transmitter Fibra

Дротовий модуль для інтеграції одного стороннього пристрою в систему Ajax

MultiTransmitter Jeweller

Бездротовий модуль для інтеграції до 18 стороніх пристроїв у систему Ajax

Колір:

4 899

Рекомендована ціна | ПДВ включений у вартість

Superior MultiTransmitter Fibra

Дротовий модуль для інтеграції до 18 сторонніх пристроїв у систему Ajax

Колір:

Superior MultiTransmitter IO (4X4) FibraНовинка

Дротовий модуль для інтеграції сторонніх пристроїв у систему Ajax. Має 4 входи та 4 виходи

Силове реле WallSwicth Jeweller можна встановити після автоматичних вимикачів одразу у розподільчий щиток за допомогою кріплення DIN Holder, якщо мережа розбита на окремі лінії. Таким чином, реле контролюватиме кожну лінію окремо. Також WallSwicth Jeweller можна встановити в подовжувачі.

Розумна розетка Socket зазвичай вставляється у звичайну розетку, без жодних дротів. Електропристрій підʼєднується безпосередньо до Socket. А розумні розетки Outlet та вимикачі LightSwitch монтуються замість наявних на обʼєкті розеток та вимикачів.

Relay Jeweller

Бездротове реле з безпотенційним «сухим» контактом

Колір:

1 409

Рекомендована ціна | ПДВ включений у вартість

Аксесуари

WallSwitch Jeweller

Бездротове силове реле для дистанційного керування електроживленням 110/230 В~

Колір:

1 409

Рекомендована ціна | ПДВ включений у вартість

Аксесуари

DIN Holder

Тримач для фіксації реле на DIN-рейці

259

Рекомендована ціна | ПДВ включений у вартість

Socket (type F) Jeweller

Розумна розетка з лічильником енергоспоживання

Колір:

2 009

Рекомендована ціна | ПДВ включений у вартість

Outlet [type F] JewellerНовинка

Розумна вбудована розетка з лічильником енергоспоживання

Колір:

2 188

Рекомендована ціна | ПДВ включений у вартість

Аксесуари

LightSwitch (1-gang) Jeweller

Розумний сенсорний одноклавішний вимикач світла

Колір:

2 218

Рекомендована ціна | ПДВ включений у вартість

Аксесуари

LightSwitch (2-gang) Jeweller

Розумний сенсорний двоклавішний вимикач світла

Колір:

2 558

Рекомендована ціна | ПДВ включений у вартість

Аксесуари

LightSwitch (Dimmer) JewellerНовинка

Розумний сенсорний димерний вимикач світла

Колір:

3 588

Рекомендована ціна | ПДВ включений у вартість

Аксесуари

Реле WallSwitch Jeweller, а також розетки Socket та Outlet мають захист від стрибків напруги, перегріву та перенавантаження за струмом. Наприклад, у випадку перенапруги пристрої Ajax вимкнуться, а підʼєднані до них прилади не постраждають. Коли напруга в мережі стабілізується, пристрої увімкнуться автоматично.

Види резервного живлення

Альтернативне живлення може накопичувати енергію або генерувати. До накопичувального живлення відносяться зарядні станції, акумулятори, портативні батареї тощо. До джерел, що виробляють енергію, відносять паливні генератори, сонячні панелі, вітряки. Далі розглянемо всі згадані джерела більш детально.

Зарядна станція або інвертор+акумулятор

Зарядні станції — це готове рішення, яке не вимагає зайвих налаштувань. Усі елементи зібрані в один корпус. Такі станції компактні, мобільні, а також зручні й прості у використанні. Деякі зарядні станції можуть працювати в режимі безперебійної подачі живлення. Тобто, коли є мережа, станція «пропускає» через себе електроенергію і заряджається одночасно. У разі відключення основної мережі, станція живить необхідні пристрої. Інші зарядні станції для підʼєднання до електрощитка й безперебійного перемикання обʼєкта на резервне живлення потребують встановлення АВР (автоматичний ввід резерву).

Головний недолік більшості зарядних станцій — невелика вихідна потужність та ємність. Зазвичай це до 2 кВт, але існують конфігурації і більшої потужності, що коштують дорожче. Зарядна станція потужністю до 2 кВт ідеально підійде для живлення критичних споживачів у квартирі.  

Якщо треба більша вихідна потужність та ємність, зазвичай використовують поєднання інвертора та акумуляторів (ДБЖ, UPS). Вихідна потужність може бути від 3 кВт, а ємність може бути збільшена за рахунок кількості підʼєднаних до інвертора акумуляторів. Таке рішення здатне заживити цілу квартиру, приватний будинок або навіть невеликий офіс. Принцип роботи схожий на зарядну станцію. Однак це збірна система з декількох елементів, яку професійний електрик підбирає згідно із запитом, підʼєднує між собою та налаштовує.

Класичні зарядні станції не призначені для режимів відключення світла як в Україні, але на практиці вони довели свою суперсилу: дуже швидко заряджаються, бюджетні й ефективні, коли є потреба заживити лише кілька критичних споживачів. Зарядна станція у порівнянні з комбінацією інвертор+акумулятор матиме більшу кількість циклів заряду та прослужить приблизно так само — за умови використання акумуляторів одного типу. Однак таке рішення менш надійне. Тому фахівці рекомендують придбати інвертор разом з акумулятором навіть для квартири. Це коштує трохи дорожче, але забезпечує безперебійне живлення протягом багатьох років. До того ж, у такій конфігурації можна замінити лише акумулятор після закінчення строку його служби — замість купівлі нової зарядної станції. У довгостроковій перспективі це більш вигідно.

Паливні генератори

Паливний генератор працює за принципом конвертації палива в електроенергію. Він незамінний за умов повної відсутності електроенергії, однак на практиці його часто використовують як резервне живлення. Існують побутові генератори з вихідною потужністю від 1 до 20 кВт та промислові (до 2500 кВт вихідної потужності). Невеликі побутові генератори можуть заживити приватні будинки, магазини, аптеки, кафе та ресторани. Промислові ж генератори використовуються для резервного живлення лікарень, офісних будівель, торговельних центрів тощо.

Головний плюс — генератор постійно видає статичну потужність, допоки є паливо й незалежно від кількості підʼєднаних споживачів (в межах номінальної потужності). Тобто якщо до генератора з номінальною потужністю 2 кВт підʼєднати освітлювальні прилади та насосну станцію, що сумарно споживають до 1 кВт, генератор все одно буде видавати потужність 2 кВт.

Однозначно для квартири неможливий варіант використання генератора: це небезпечне і шумне рішення. Також є суворі норми, що регулюють умови та місце встановлення паливних генераторів. Тому генератор може не підходити для використання в аптеці чи кавʼярні, що знаходиться на першому поверсі житлового будинку. Звісно, промислові генератори здебільшого мають автоматичний запуск у разі відключення основної мережі. Побутові частіше потрібно запускати вручну. Ще один мінус — для безперебійної роботи генератор потрібно регулярно заправляти пальним. 

Сонячні панелі

Генерація енергії за допомогою сонця та вітру є екологічно чистою, знижує викиди вуглекислого газу та зменшує залежність від викопних видів палива. Однак за міських умов такі системи не зможуть покрити звичне споживання, особливо в осінньо-зимовий період: в наших географічних широтах генерація сонячної енергії досить низька й може сягати лише 5% від номінальної.

Такі рішення більше підходять для приватних будинків, ферм, виробництв за межами міста, кемпінгів, будинків на колесах та у віддалених місцях, де немає доступу до електромережі. Середня потужність однієї сонячної панелі площею від 1 до 2 м² становить 350–450 Вт. Влітку для приватного будинку сонячні панелі з інвертором і акумулятором можуть повністю закрити споживання протягом доби. Але треба враховувати, що взимку виробіток електроенергії знижується внаслідок відсутності сонця.

За міських умов ефективність сонячних панелей знижується через можливу тінь від сусідніх будівель, дерев або інших перешкод, забруднення повітря та поверхні панелей, а також через обмежену площу для встановлення. Однак у межах міста сонячною енергією можна заживити окремі портативні рішення, наприклад, вуличне освітлення. 

Як Ajax працює у випадку знеструмлення

Бездротові пристрої Ajax не потребують підзарядки або підключення до розетки (окрім розумних розеток, вимикачів та реле): попередньо встановлені батареї забезпечують до 7 років роботи⁴, а після розряджання їх можна легко замінити. Бездротові хаби та ретранслятори радіосигналу оснащені резервними батареями, мають функцію енергозбереження та можливість підʼєднати альтернативне джерело живлення через блок живлення Ajax PSU. А бездротова централь Hub BP Jeweller здатна працювати до 18 місяців у режимі повної функціональності та до 69 місяців в режимі економії заряду батареї за умов використання повітряно-цинкової батареї 12 В⎓ ємністю 600 А⋅год.

Відеореєстратор NVR підʼєднується до резервного акумулятора через альтернативний блок живлення 12 V PSU for NVR: він замінює стандартний блок живлення 110/230 В~ всередині корпусу відеореєстратора. Дротові IP-камери Ajax також необхідно підʼєднати до резервного живлення. Відеодзвінок DoorBell має вбудований резервний акумулятор, що забезпечить роботу пристрою ще до двох годин після збою в електропостачанні. Всі продукти Ajax для відеоспостереження можна підʼєднати до одного акумулятора. Це дає змогу забезпечити безперервний запис відео під час відключень.

12V PSU for NVRНовинка

Блок живлення для роботи відеореєстратора від низьковольтного джерела живлення

1 049

Рекомендована ціна | ПДВ включений у вартість

12-24V PSU (type A)

Блок живлення для роботи пристрою від низьковольтного джерела живлення

779

Рекомендована ціна | ПДВ включений у вартість

6V PSU (type A)

Блок живлення для роботи пристрою від портативної батареї

779

Рекомендована ціна | ПДВ включений у вартість

12V PSU for Hub/Hub Plus/ReX

Блок живлення для роботи пристрою від низьковольтного джерела живлення

779

Рекомендована ціна | ПДВ включений у вартість

Дротові пристрої Ajax живляться від хаба Superior Hub Hybrid або модуля Superior LineSupply Fibra. До хаба можна підʼєднати резервний акумулятор, що забезпечить всі дротові пристрої живленням під час відключень. Плата хаба має клеми для резервного акумулятора 12 В⎓, і до комплекту входить кабель для його під’єднання. Аналогічно можна забезпечити резервне живлення для модулів інтеграції MultiTransmitter та vhfBridge Jeweller.

Усі хаби сповіщають про втрату живлення⁵ — користувач точно знає, коли по факту вимкнули електропостачання. При цьому обʼєкт залишається під охороною. Кожен пристрій Ajax, що підʼєднаний до зовнішнього живлення, також вміє сповіщати про його втрату. Це дає змогу слідкувати за станом окремих приладів чи розеток. Наприклад, якщо вони підключені до різних ліній чи джерел резервного живлення. 

Додатково, чотирьохканальне реле Superior MultiRelay Fibra та розумні вимикачі LightSwitch можна налаштувати таким чином, щоб вони не вмикали живлення підʼєднаних пристроїв після відновлення електропостачання. Якщо світло вимкнули, і користувач покинув домівку, під час відновлення живлення LightSwitch залишить світло вимкненим, а підʼєднані через реле пристрої не увімкнуться назад. Можна бути спокійним, що відновлення живлення не спричинить додаткового споживання електроенергії.

Додаткові міркування

Інвестиція в енергонезалежність — необхідність за умов нестабільного електропостачання. Запропоновані в статті рішення мають на меті ознайомити користувачів із додатковими можливостями системи Ajax та як вона дає змогу подовжити час автономної роботи приладів від резервного джерела живлення під час відключень.

Зрештою, вибір залежить від ваших унікальних потреб, бюджету та розміру власності. Стаття допомагає розібратися в альтернативних джерелах живлення, зрозуміти їхні відмінності й прийняти обґрунтоване рішення, яке задовольнить ваш запит. Звертайтеся до офіційних партнерів Ajax Systems за додатковою консультацією, і вони допоможуть вибрати необхідні пристрої, зібрати конфігурацію системи та запустити її в роботу.