0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как получить электричество из подручных средств

Содержание

Как получить электричество из подручных средств

Вашему вниманию предлагаются интересные решения для слаботочных подручных электроприборов — фонариков, зарядных устройств, зажигалок. В статье приведены подробные фотографии и видеоинструкции, как собрать оригинальные источники электричества из подручных средств своими руками.

  • Угольные батареи из алюминиевых банок
  • Электричество из окисления
  • Аварийный источник энергии
  • Пневматическая зажигалка

Ни для кого не секрет, что энергия буквально окружает нас и её носителями могут быть не только ценные полезные ископаемые — нефть, газ, уголь, но и металлы, углеводы, объекты, движущиеся в силу естественных причин. Рассмотрим подробнее, как же из подручных средств можно извлечь электрическую энергию.

В этом разделе мы наглядно продемонстрируем возможность извлекать электричество при помощи химической и электролитической реакции.

Убытки, поломки, простои: последствия аварийного отключения электричества и способы их нивелировать

Стабильное электроснабжение остаётся больной темой для человечества, и страдают от его перебоев и внезапных отключений не только развивающиеся страны. К примеру, в 2019 году в списке из 20 стран с наивысшим качеством электроснабжения США заняли последнее место, пропустив вперёд Бахрейн, Словакию и Казахстан. Россия в данный топ-20 даже не вошла. Поэтому в этом посте мы решили поговорить о блэкаутах, авариях и внеплановых отключениях электроэнергии, а также об их последствиях для обычных жителей и бизнеса.

Электричество сегодня является самым важным ресурсом. Мы это осознаем, когда однажды обнаруживаем, что без электричества у нас дома нет ни воды, ни тепла, ни свежей пищи, ни связи с внешним миром, а в городе нет нормального дорожного движения и освещения. Весьма неприятная картина для обычного человека, а для бизнеса и промышленных предприятий ещё и колоссальные убытки. Можно было бы возразить и сказать, что плановые отключения и аварии происходят не так часто, но мировая статистика это опровергает.

Статистика отключений электричества в России и мире

По данным межрегиональных распределительных сетевых компаний (МРСК) Российской Федерации, количество не связанных с плановыми ремонтными работами и модернизацией сетей отключений электричества в России за один только 2017 год в некоторых регионах превышало 20 000. Это примерно по 55 отключений в день, хоть и разбросанных территориально по просторам страны. В переводе на «метраж» сетей электроснабжения, например, в МРСК Центр и Приволжье это 108,29 отключений на 1 000 км обслуживаемых сетей (или 29 368 отключений за год).

Эпидемия COVID-19 в этом году не улучшила ситуацию: в период самоизоляции люди стали больше времени проводить дома, в связи с чем нагрузка на электросети возросла, что стало приводить к авариям и отключениям электричества. В одной только Московской области за апрель 2020 года количество аварийных отключений возросло на 42% (490 случаев в 2020 году против 345 в 2019-м). Также эпидемия усложняет обслуживание сетей и борьбу с авариями из-за заботы о здоровье персонала и сокращения количества дежурных инженеров-электриков на период самоизоляции. И это происходит по всему миру — в частности, в марте и апреле сообщения такого рода появились на Bloomberg.com и в СМИ Великобритании.

Не меньшее влияние на частоту и интенсивность отключения оказывает и экономическая ситуация в стране. Так, по данным за 2019 год, из-за перебоев с энергоснабжением в ЮАР регулярно происходят «плановые» отключения, которые по факту связаны с энергетическим кризисом и неспособностью генерирующих и сетевых компаний в полной мере обеспечить потребности населения и промышленности. В результате в стране снизился ВВП (на 3,1% в первом и на 0,6% в третьем кварталах), простаивают шахты — ключевая часть экономики страны — а также появились проблемы с транспортом и обострилась политическая ситуация.

А в более экономически стабильной Германии активное использование «зелёной» энергетики, наоборот, привело к тому, что среднее время отключения на одного пользователя в год снизилось с 15,0 до 13,9 минут (более 7%) и продолжает падать. Впрочем, это и неудивительно, учитывая, что Германия входит в список стран с наиболее стабильным электроснабжением.

Основные причины аварийного отключения

Для понимания истоков этой статистики стоит рассмотреть саму систему энергоснабжения и причины возникновения в ней аварий.

Электроэнергия генерируется на электростанциях различного типа, которые могут находиться на огромном расстоянии от потребителя, как в целях безопасности, так из-за расположения нужных ресурсов. Затем эту энергию направляют по транзитным сетям высокого напряжения к подстанциям и трансформаторным станциям и по распределительным сетям к непосредственным потребителям. Общая протяжённость этих сетей в масштабах страны достигает десятков и сотен тысяч километров, и авария на любом крупном узле означает, что конечный потребитель имеет шанс остаться без электричества.

При этом следует понимать, что причинами аварии и перебоев могут быть не только «механические» воздействия, но и, например, резкий дисбаланс между производством и потреблением электроэнергии в каком-то регионе. Из-за такого дисбаланса может произойти понижение частоты тока в сети и его напряжения, что приводит к отказу автоматики на подстанциях.

Условно причины аварий можно разделить на несколько типов:

  • резкое повышение потребления электроэнергии — слишком активное использование кондиционеров в летний и электрических обогревателей в зимний периоды может перегрузить электросети, создавая тот самый дисбаланс, который приводит к авариям и сбоям в системе;
  • износ оборудования и человеческий фактор — несвоевременный ремонт и модернизация оборудования, отсутствие ресурсов для постоянного мониторинга состояния сетей и ошибки при настройке и ремонте подсистем электроснабжения также часто приводят к авариям и даже масштабным блэкаутам по всему миру;
  • природные явления и катастрофы — обрывы проводов во время штормов и ураганов, удары молнии в распределительные будки, ЛЭП и подстанции, и их разрушение из-за стихийных бедствий регулярно становятся причиной аварий и отключения электричества.

Блэкауты большие и малые

Наиболее масштабным результатом перебоев электроснабжения принято считать блэкаут, то есть массовое отключение электричества на сравнительно большой территории с существенным охватом пользователей.

В России крупные блэкауты случаются нечасто, но среди известных стоит отметить аварию на Саяно-Шушенской ГЭС, которая произошла в августе 2009 года из-за усталости и разрушения металлоконструкций, и привела к краткосрочному отключению ряда промышленных предприятий в Сибири и отсутствию энергоснабжения в населённых пунктах нескольких областей страны.

В США одним из крупнейших блэкаутов стала «Ночь страха» в Нью-Йорке в июле 1977 го, когда молнии во время крупной грозы ударили сразу в несколько подстанций на берегу Гудзона и город оказался обесточен почти на сутки. Своё название этот блэкаут получил не из-за времени отключения (около десяти вечера), а из-за массовых беспорядков и мародёрства, которые захлестнули город. Что интересно, в этот же день, 13 июля, уже в 2019 году в городе произошёл ещё один масштабный блэкаут, но уже без таких катастрофических последствий.

Причинами аварий и блэкаутов иногда бывают и достаточно безобидные случаи. Например, во Флориде в 2019 году причиной блэкаута и почти 40-минутной задержки крупного бейсбольного матча стало падение птичьего гнезда на местную подстанцию, а в мае этого же года в прерыватель тока на подстанции в округе Грин в Теннесси забралась уже змея, оставив без электричества 16 000 потребителей.

Последствия для потребителей электроэнергии

От забавных (и не очень) случаев крупных аварий и блэкаутов перейдём к их последствиям для потребителей, которые смешными уже точно назвать не получается. Для обычного жителя страны краткосрочное отключение электроэнергии может стать неприятным сюрпризом, в результате которого разрядится, например, смартфон, ноутбук или планшет, а еда в холодильнике разморозится. Гораздо хуже, если перед отключением был резкий скачок напряжения, а дома не установлены автоматические переключатели, которые могут это компенсировать. Тогда в последствия можно дописывать сгоревшую бытовую технику и электроприборы, замена и ремонт которых обойдутся намного дороже.

Читать еще:  8 лучших автомобилей для выживания в постапокалипсисе

Для бизнеса и производства последствия, как правило, намного серьёзнее: фирмы теряют доступ к своим документам и базам данных, переведенным в «облако» или просто в цифровую форму, отключается сетевая инфраструктура и связь с серверами, возникают репутационные риски и проблемы с клиентами, с которыми невозможно вовремя подписать контракт или перевести средства в финансовом ПО. Ещё тяжелее последствия для общественно важных сфер, например, для медицины.

По оценкам Министерства энергетики США, убытки от аварий и отключения электричества ежегодно обходятся экономике страны в 150 млрд долларов. Как получаются такие цифры? Они складываются из индивидуальных потерь бизнесов и граждан. К примеру, для дата-центра средних размеров каждая минута простоя ещё в 2016 году обходилась почти в 9 000 долларов, то есть сутки без электричества из-за масштабного блэкаута стоили бы более 12 млн долларов!

В производстве эти цифры оказываются ещё выше из-за того, что часть промышленных объектов просто не приспособлена к резкой остановке подачи электроэнергии. Аварии в энергосистеме могут привести к поломкам дорогостоящего оборудования и простоям в производстве, нарушению цепочки поставок, огромным счетам за сорванные сроки работ и за ремонт. Например, январская остановка производства на заводе бытовой техники из-за блэкаута продолжительностью всего в минуту по оценкам экспертов могла обойтись в несколько миллионов, а получасовой простой в 2018 году был оценён почти в 44 млн долларов США.

Меры профилактики и методы борьбы с последствиями

Как и последствия аварийных отключений и блэкаутов, методы их предотвращения и ослабления влияния на бизнес и пользователей стоит разделить на несколько категорий.

Для государства важнейшей частью предотвращения блэкаутов и аварий становится стимуляция энергетических компаний к проведению профилактики и своевременного технического обслуживания. Мониторинг состояния всех объектов инфраструктуры, достаточное финансирование, отслеживание и контроль уровня производства и потребления электроэнергии помогут избежать аварий из-за человеческого фактора, устаревания и поломок оборудования, и снизить воздействие природных явлений на электроснабжение.

Для бизнеса на первое место выходит защита инфраструктуры и оборудования, поэтому самыми главными методами борьбы остаётся резервирование питания, особенно, на критических объектах, которые в идеале должны работать несмотря на отключение электроэнергии. В этом могут помочь специализированные ИБП для среднего и малого бизнеса. В частности, у Eaton к таким ИБП относится 5-я серия, в которую входят модели Eaton 5P и 5PX для защиты ИТ- и сетевого оборудования.


Eaton 5PX — линейно-интерактивный ИБП на 2200 В·А с КПД до 99%, предназначенный для защиты серверов и сетевого оборудования, систем хранения данных и VoIP. Источник: Eaton

Для потребителей самое важное — уменьшить влияние резких перепадов напряжения и сохранить свою технику, так что лучшим решением для жилых домов остаются качественные автоматические выключатели и иные защитные устройства, которые способны мгновенно реагировать на короткие замыкания, скачки напряжения и отключение электричества. ИБП и генераторы в данном случае менее важны, но помогут корректно завершить работу ПК или ноутбуков, зарядить свои устройства или переждать кратковременное отключение электроэнергии.

Дизельный генератор

Дизельный генератор – мощный и надежный аппарат, способный выполнять функции, как резервного поставщика электроэнергии, так и автономной электростанции. Такие генераторы используются на строительных площадках, в торговых центрах, на предприятиях и в медицинских учреждениях.

Дизельный генератор промышленного назначения представляет собой стационарную станцию, для бытовой сферы используются более компактные аппараты. Мощность аппарата зависит от сферы применения для бытового применения в частных домах и коттеджах подойдут мобильные генераторы до 25 кВт или стационарные модели мощностью до 40кВт. Для промышленных и медицинских учреждений характерна высокая суммарная мощность подключенных приборов, поэтому здесь используются аппараты повышенной мощностью от 60 до 300 кВт.

В зависимости от условий эксплуатации, температурного режима среды применения дизельные генераторы бывают:

Открытые генераторы. Устанавливаются внутри помещения;

Контейнерные генераторы. Могут использоваться на открытой местности.

Однофазные дизельные генераторы используются в бытовых сферах. Для обеспечения промышленных и коммерческих объектов применяются трехфазные аппараты.

В зависимости от частоты использования и количества общих рабочих часов в год, дизельные генераторы разделяют:

Низкооборотные. Количество оборотов до 1500 в минуту. Выдерживают регулярную многочасовую работу и отличаются пониженным уровнем шума;

Высокооборотные. Выдают до 3000 оборотов в минуту. Работа такого генератора не должна превышать более 500 часов в год.

Период работы дизельного генератора зависит от вместительности топливного бака. Мобильные генераторы имеют меньший объем бака. Беспрерывный эксплуатационный период составляет 12-20 часов. Генераторы большего объема обеспечивают более 24 часов бесперебойной работы. Как правило, это стационарные дизельные генераторы.

Преимущества

Высокая мощность. Бытовые генераторы до 25кВт, стационарные – 40кВт;

Бесперебойная, многочасовая работа;

Не требует регулярного технического обслуживания;

Большой эксплуатационный срок – более 30000 рабочих часов;

Высокий уровень пожаробезопасности.

Проблемы с запуском двигателя при низких температурах (до -100С);

При нагрузке менее 40% могут возникнуть перебои в работе двигателя.

Сравнение генераторов: бензиновый и дизельный

Бензиновый и дизельные генераторы являются автономными источниками электроэнергии. Каждый тип двигателя подходит для определенных условий использования. Для временного аварийного обеспечения подойдет бензогенератор, с постоянной подачей электричества справится только более мощный дизельный аппарат.

В отличие от бензиновых дизельные генераторы отличаются более продолжительным сроком эксплуатации. Меньшее число оборотов дизельного двигателя позволяет существенно экономить расход топлива. Бензиновый двигатель осуществляет 3000 оборота, дизельный в два раза меньше.

При правильной эксплуатации и своевременном регулярном техническом обслуживании бензогенераторы могут прослужить достаточно долго. При редкой эксплуатации дизельного генератора, аппарат быстро выходит из строя.

Дизельный и бензиновые генераторы работают на топливе, которое требует соблюдения особых мер безопасности. Оба топлива выделяют опасный углекислый газ. Но в отличие от дизельного топлива, бензин легко воспламеняется даже от статического электричества. Поэтому более безопасным считается дизельное топливо.

По стоимости, бензиновые аппараты сильно уступают дизельным. Дизельные генераторы должны обладать высокой мощностью, справляться с высоким напряжением и обеспечивать многочасовую ежедневную работу. Соответственно детали такого генератора надежнее и дороже. Что касается расхода топлива, то здесь дизельные генераторы гораздо экономичнее бензиновых.

Дизельный двигатель имеет большой срок службы, но в случае поломки требует дорогостоящего ремонта. Для длительного и регулярного использования выгоднее приобретать мощный и экономичный дизельный генератор. При редкой необходимости, а также для обслуживания электроприборов низкого напряжения стоит выбрать мобильный и недорогой бензогенератор.

Выбор генератора напрямую зависит от цели приобретения и необходимых функций. Если альтернативный источник энергии необходим для непродолжительного аварийного обеспечения электричеством, подойдет бензиновый генератор. Если генератор планируется использовать регулярно, то требуется функция бесперебойной продолжительной подачи электричества. Таким функционалом обладает дизельный генератор. При выборе генератора важными критериями являются технические особенности, уровень мощности и продолжительность работы аппаратов.

Бензиновый генератор

Бензиновый генератор является отличной аварийной заменой центрального энергоснабжения. Бензогенераторы характеризуются мобильностью, благодаря небольшому весу и компактным габаритам. Бензиновый двигатель в тандеме с генератором обеспечивает выработку электрического тока. Как правило, в бензогенераторах устанавливается четырехтактный тип двигателя. Ток вырабатывается вследствие вращения вала, которое обеспечивает тягового давления генератора. Коленчатый вал в бензиновом двигателе вращается со скоростью, не превышающей 3000 оборотов в минуту. Мощность бензинового аппарата небольшая – от 100 Вт до 20 кВт.

Бензиновые генераторы различаются по способу запуска:

Запуск с помощью механического стартера (ручной режим);

Запуск при помощи электростартера. Начало работы двигателя осуществляется ключом, по аналогии с запуском автомобиля;

Запуск с помощью контроллера (автоматический). Работой контроллера управляет программа запуска.

Бензиновый генератор имеет низкую стоимость. Используется в сферах строительства, коммунальных услуг, а также для аварийного обеспечения частных домов. Генераторы с бензиновым типом двигателя очень мобильны. Они легко помещаются даже в багажник автомобиля, поэтому могут использоваться в туристических поездках.

Бензогенераторы различаются по типу напряжения:

Однофазные. Напряжение 220В;

Двухфазные на 220В и 12В;

Трехфазные. Общее напряжение 380В.

Читать еще:  Добыча и поиск воды в пустыне

В некоторых моделях есть функция переключения режимов. Такие аппараты оснащены несколькими выходами с разным напряжением.

Продолжительность работы генератора зависит от объема бензобака. Например, бензобак с объемом 3,7 литров обеспечит 4 часа работы генератора. Объемный бак на 12 литров может работать до 12 часов без дозаправки. Бензиновый генератор достаточно экономичный. Средний расход топлива 1литр в час.

Современные модели обладают дополнительными функциями – встроенной защитой от перегрузок, индикатором масла, вольтметрами. С помощью индикатора напряжения генератор изменяет количество оборотов в зависимости от фактической нагрузки. Таким образом, происходит существенная экономия топлива.

Мощность бензинового генератора от 1,5 кВт до 15кВт. Для мобильно использования подойдет генератор самой низкой мощности 1,5 кВт. Для обслуживания небольшого дачного дома подходит мощность 4 кВт. Для обеспечения коттеджа или небольшой строительной площадки необходим генератор мощностью от 5 до 15 кВт. Для определения необходимой мощности нужно рассчитать количество подключенных приборов, их суммарную нагрузку.

Преимущества

Пониженный уровень шума;

Возможность запуска двигателя при низких температурах до -20.

Невысокий эксплуатационный период до 5000 рабочих часов;

Необходимость в регулярном техническом обслуживании;

Низкая мощность — до 15кВт.

Система бесперебойного электроснабжения

Ядро системы бесперебойного питания представляет собой ИБП (инвертор – коммерческое название ИБП с большим ресурсом аккумуляторных батарей). Принцип работы этой системы таков. Если основное электропитание поступает от системы общего электроснабжения, ИБП выполняет функции стабилизатора; в это время заряжаются аккумуляторные батареи ИБП. При отключении общего питания напряжение на нагрузку автоматически подается с ИБП. При возобновлении электроснабжения аккумуляторные батареи снова начинают подзаряжаться.

Система бесперебойного питания защищает нагрузку от:

  • Кратковременного отключения и скачков напряжения в сети.
  • Искажения формы сигнала, изменения частоты, шумов.
  • Просадок и выбросов.
  • Влияния переходных процессов при коммутации (например, включении реактивной нагрузки).

ИБП (инвертор) – это устройство, в состав которого входят преобразователь электросигнала и аккумуляторные батареи. ИБП преобразует постоянное напряжение аккумуляторной батареи 12/24 В в переменное напряжение сети 220 В (и обратно). Существует три класса ИБП (см. Табл. 2).

Убытки, поломки, простои: последствия аварийного отключения электричества и способы их нивелировать

Стабильное электроснабжение остаётся больной темой для человечества, и страдают от его перебоев и внезапных отключений не только развивающиеся страны. К примеру, в 2019 году в списке из 20 стран с наивысшим качеством электроснабжения США заняли последнее место, пропустив вперёд Бахрейн, Словакию и Казахстан. Россия в данный топ-20 даже не вошла. Поэтому в этом посте мы решили поговорить о блэкаутах, авариях и внеплановых отключениях электроэнергии, а также об их последствиях для обычных жителей и бизнеса.

Электричество сегодня является самым важным ресурсом. Мы это осознаем, когда однажды обнаруживаем, что без электричества у нас дома нет ни воды, ни тепла, ни свежей пищи, ни связи с внешним миром, а в городе нет нормального дорожного движения и освещения. Весьма неприятная картина для обычного человека, а для бизнеса и промышленных предприятий ещё и колоссальные убытки. Можно было бы возразить и сказать, что плановые отключения и аварии происходят не так часто, но мировая статистика это опровергает.

Статистика отключений электричества в России и мире

По данным межрегиональных распределительных сетевых компаний (МРСК) Российской Федерации, количество не связанных с плановыми ремонтными работами и модернизацией сетей отключений электричества в России за один только 2017 год в некоторых регионах превышало 20 000. Это примерно по 55 отключений в день, хоть и разбросанных территориально по просторам страны. В переводе на «метраж» сетей электроснабжения, например, в МРСК Центр и Приволжье это 108,29 отключений на 1 000 км обслуживаемых сетей (или 29 368 отключений за год).

Эпидемия COVID-19 в этом году не улучшила ситуацию: в период самоизоляции люди стали больше времени проводить дома, в связи с чем нагрузка на электросети возросла, что стало приводить к авариям и отключениям электричества. В одной только Московской области за апрель 2020 года количество аварийных отключений возросло на 42% (490 случаев в 2020 году против 345 в 2019-м). Также эпидемия усложняет обслуживание сетей и борьбу с авариями из-за заботы о здоровье персонала и сокращения количества дежурных инженеров-электриков на период самоизоляции. И это происходит по всему миру — в частности, в марте и апреле сообщения такого рода появились на Bloomberg.com и в СМИ Великобритании.

Не меньшее влияние на частоту и интенсивность отключения оказывает и экономическая ситуация в стране. Так, по данным за 2019 год, из-за перебоев с энергоснабжением в ЮАР регулярно происходят «плановые» отключения, которые по факту связаны с энергетическим кризисом и неспособностью генерирующих и сетевых компаний в полной мере обеспечить потребности населения и промышленности. В результате в стране снизился ВВП (на 3,1% в первом и на 0,6% в третьем кварталах), простаивают шахты — ключевая часть экономики страны — а также появились проблемы с транспортом и обострилась политическая ситуация.

А в более экономически стабильной Германии активное использование «зелёной» энергетики, наоборот, привело к тому, что среднее время отключения на одного пользователя в год снизилось с 15,0 до 13,9 минут (более 7%) и продолжает падать. Впрочем, это и неудивительно, учитывая, что Германия входит в список стран с наиболее стабильным электроснабжением.

Основные причины аварийного отключения

Для понимания истоков этой статистики стоит рассмотреть саму систему энергоснабжения и причины возникновения в ней аварий.

Электроэнергия генерируется на электростанциях различного типа, которые могут находиться на огромном расстоянии от потребителя, как в целях безопасности, так из-за расположения нужных ресурсов. Затем эту энергию направляют по транзитным сетям высокого напряжения к подстанциям и трансформаторным станциям и по распределительным сетям к непосредственным потребителям. Общая протяжённость этих сетей в масштабах страны достигает десятков и сотен тысяч километров, и авария на любом крупном узле означает, что конечный потребитель имеет шанс остаться без электричества.

При этом следует понимать, что причинами аварии и перебоев могут быть не только «механические» воздействия, но и, например, резкий дисбаланс между производством и потреблением электроэнергии в каком-то регионе. Из-за такого дисбаланса может произойти понижение частоты тока в сети и его напряжения, что приводит к отказу автоматики на подстанциях.

Условно причины аварий можно разделить на несколько типов:

  • резкое повышение потребления электроэнергии — слишком активное использование кондиционеров в летний и электрических обогревателей в зимний периоды может перегрузить электросети, создавая тот самый дисбаланс, который приводит к авариям и сбоям в системе;
  • износ оборудования и человеческий фактор — несвоевременный ремонт и модернизация оборудования, отсутствие ресурсов для постоянного мониторинга состояния сетей и ошибки при настройке и ремонте подсистем электроснабжения также часто приводят к авариям и даже масштабным блэкаутам по всему миру;
  • природные явления и катастрофы — обрывы проводов во время штормов и ураганов, удары молнии в распределительные будки, ЛЭП и подстанции, и их разрушение из-за стихийных бедствий регулярно становятся причиной аварий и отключения электричества.

Блэкауты большие и малые

Наиболее масштабным результатом перебоев электроснабжения принято считать блэкаут, то есть массовое отключение электричества на сравнительно большой территории с существенным охватом пользователей.

В России крупные блэкауты случаются нечасто, но среди известных стоит отметить аварию на Саяно-Шушенской ГЭС, которая произошла в августе 2009 года из-за усталости и разрушения металлоконструкций, и привела к краткосрочному отключению ряда промышленных предприятий в Сибири и отсутствию энергоснабжения в населённых пунктах нескольких областей страны.

В США одним из крупнейших блэкаутов стала «Ночь страха» в Нью-Йорке в июле 1977 го, когда молнии во время крупной грозы ударили сразу в несколько подстанций на берегу Гудзона и город оказался обесточен почти на сутки. Своё название этот блэкаут получил не из-за времени отключения (около десяти вечера), а из-за массовых беспорядков и мародёрства, которые захлестнули город. Что интересно, в этот же день, 13 июля, уже в 2019 году в городе произошёл ещё один масштабный блэкаут, но уже без таких катастрофических последствий.

Причинами аварий и блэкаутов иногда бывают и достаточно безобидные случаи. Например, во Флориде в 2019 году причиной блэкаута и почти 40-минутной задержки крупного бейсбольного матча стало падение птичьего гнезда на местную подстанцию, а в мае этого же года в прерыватель тока на подстанции в округе Грин в Теннесси забралась уже змея, оставив без электричества 16 000 потребителей.

Читать еще:  Полевая гигиена паховой области, ног и подмышек

Последствия для потребителей электроэнергии

От забавных (и не очень) случаев крупных аварий и блэкаутов перейдём к их последствиям для потребителей, которые смешными уже точно назвать не получается. Для обычного жителя страны краткосрочное отключение электроэнергии может стать неприятным сюрпризом, в результате которого разрядится, например, смартфон, ноутбук или планшет, а еда в холодильнике разморозится. Гораздо хуже, если перед отключением был резкий скачок напряжения, а дома не установлены автоматические переключатели, которые могут это компенсировать. Тогда в последствия можно дописывать сгоревшую бытовую технику и электроприборы, замена и ремонт которых обойдутся намного дороже.

Для бизнеса и производства последствия, как правило, намного серьёзнее: фирмы теряют доступ к своим документам и базам данных, переведенным в «облако» или просто в цифровую форму, отключается сетевая инфраструктура и связь с серверами, возникают репутационные риски и проблемы с клиентами, с которыми невозможно вовремя подписать контракт или перевести средства в финансовом ПО. Ещё тяжелее последствия для общественно важных сфер, например, для медицины.

По оценкам Министерства энергетики США, убытки от аварий и отключения электричества ежегодно обходятся экономике страны в 150 млрд долларов. Как получаются такие цифры? Они складываются из индивидуальных потерь бизнесов и граждан. К примеру, для дата-центра средних размеров каждая минута простоя ещё в 2016 году обходилась почти в 9 000 долларов, то есть сутки без электричества из-за масштабного блэкаута стоили бы более 12 млн долларов!

В производстве эти цифры оказываются ещё выше из-за того, что часть промышленных объектов просто не приспособлена к резкой остановке подачи электроэнергии. Аварии в энергосистеме могут привести к поломкам дорогостоящего оборудования и простоям в производстве, нарушению цепочки поставок, огромным счетам за сорванные сроки работ и за ремонт. Например, январская остановка производства на заводе бытовой техники из-за блэкаута продолжительностью всего в минуту по оценкам экспертов могла обойтись в несколько миллионов, а получасовой простой в 2018 году был оценён почти в 44 млн долларов США.

Меры профилактики и методы борьбы с последствиями

Как и последствия аварийных отключений и блэкаутов, методы их предотвращения и ослабления влияния на бизнес и пользователей стоит разделить на несколько категорий.

Для государства важнейшей частью предотвращения блэкаутов и аварий становится стимуляция энергетических компаний к проведению профилактики и своевременного технического обслуживания. Мониторинг состояния всех объектов инфраструктуры, достаточное финансирование, отслеживание и контроль уровня производства и потребления электроэнергии помогут избежать аварий из-за человеческого фактора, устаревания и поломок оборудования, и снизить воздействие природных явлений на электроснабжение.

Для бизнеса на первое место выходит защита инфраструктуры и оборудования, поэтому самыми главными методами борьбы остаётся резервирование питания, особенно, на критических объектах, которые в идеале должны работать несмотря на отключение электроэнергии. В этом могут помочь специализированные ИБП для среднего и малого бизнеса. В частности, у Eaton к таким ИБП относится 5-я серия, в которую входят модели Eaton 5P и 5PX для защиты ИТ- и сетевого оборудования.


Eaton 5PX — линейно-интерактивный ИБП на 2200 В·А с КПД до 99%, предназначенный для защиты серверов и сетевого оборудования, систем хранения данных и VoIP. Источник: Eaton

Для потребителей самое важное — уменьшить влияние резких перепадов напряжения и сохранить свою технику, так что лучшим решением для жилых домов остаются качественные автоматические выключатели и иные защитные устройства, которые способны мгновенно реагировать на короткие замыкания, скачки напряжения и отключение электричества. ИБП и генераторы в данном случае менее важны, но помогут корректно завершить работу ПК или ноутбуков, зарядить свои устройства или переждать кратковременное отключение электроэнергии.

Электричество из окисления

Белки, жиры и углеводы — источники энергии для организма человека. Она извлекается благодаря реакциям, проходящим в желудке и кишечнике. А именно — при воздействии желудочной кислоты на углевод высвобождается энергия, заключённая в нём. Что если попробовать заменить желудочную кислоту на более привычную — уксусную?

Для опыта нам понадобится:

  1. Сахар-рафинад — 2 куска.
  2. Анодированные саморезы 15 мм — 2 шт. (омеднённые и оцинкованные).
  3. Диодная лампочка на 1,5 В с проводами.
  1. Просверливаем (не до конца!) отверстия в сахаре.
  2. Аккуратно, чтобы не раздавить рафинад, вкручиваем саморезы.
  3. Подсоединяем проводки лампочки к головкам саморезов.
  4. Смачиваем рафинад уксусом.

Видео, как извлечь электричество из сахара

Разумеется, дело тут не в сахаре, а в химическом процессе окисления меди и цинка. Рафинад является только средством для удержания кислоты. В точке контакта окисляемых поверхностей и кислоты происходит электрохимическая реакция с выделением небольшого количества энергии. Теоретически рафинад можно заменить на плотную губку, но саморезы со временем полностью окислятся и придут в негодность.

Более наглядно и точно этот эффект описан в аналогичном опыте с лимонами.

Электричество из лимона — видеоурок

И совсем народный способ с применением картофеля.

Видео — как извлечь ток из картошки

Бензиновый генератор

Бензиновый генератор является отличной аварийной заменой центрального энергоснабжения. Бензогенераторы характеризуются мобильностью, благодаря небольшому весу и компактным габаритам. Бензиновый двигатель в тандеме с генератором обеспечивает выработку электрического тока. Как правило, в бензогенераторах устанавливается четырехтактный тип двигателя. Ток вырабатывается вследствие вращения вала, которое обеспечивает тягового давления генератора. Коленчатый вал в бензиновом двигателе вращается со скоростью, не превышающей 3000 оборотов в минуту. Мощность бензинового аппарата небольшая – от 100 Вт до 20 кВт.

Бензиновые генераторы различаются по способу запуска:

Запуск с помощью механического стартера (ручной режим);

Запуск при помощи электростартера. Начало работы двигателя осуществляется ключом, по аналогии с запуском автомобиля;

Запуск с помощью контроллера (автоматический). Работой контроллера управляет программа запуска.

Бензиновый генератор имеет низкую стоимость. Используется в сферах строительства, коммунальных услуг, а также для аварийного обеспечения частных домов. Генераторы с бензиновым типом двигателя очень мобильны. Они легко помещаются даже в багажник автомобиля, поэтому могут использоваться в туристических поездках.

Бензогенераторы различаются по типу напряжения:

Однофазные. Напряжение 220В;

Двухфазные на 220В и 12В;

Трехфазные. Общее напряжение 380В.

В некоторых моделях есть функция переключения режимов. Такие аппараты оснащены несколькими выходами с разным напряжением.

Продолжительность работы генератора зависит от объема бензобака. Например, бензобак с объемом 3,7 литров обеспечит 4 часа работы генератора. Объемный бак на 12 литров может работать до 12 часов без дозаправки. Бензиновый генератор достаточно экономичный. Средний расход топлива 1литр в час.

Современные модели обладают дополнительными функциями – встроенной защитой от перегрузок, индикатором масла, вольтметрами. С помощью индикатора напряжения генератор изменяет количество оборотов в зависимости от фактической нагрузки. Таким образом, происходит существенная экономия топлива.

Мощность бензинового генератора от 1,5 кВт до 15кВт. Для мобильно использования подойдет генератор самой низкой мощности 1,5 кВт. Для обслуживания небольшого дачного дома подходит мощность 4 кВт. Для обеспечения коттеджа или небольшой строительной площадки необходим генератор мощностью от 5 до 15 кВт. Для определения необходимой мощности нужно рассчитать количество подключенных приборов, их суммарную нагрузку.

Преимущества

Пониженный уровень шума;

Возможность запуска двигателя при низких температурах до -20.

Невысокий эксплуатационный период до 5000 рабочих часов;

Необходимость в регулярном техническом обслуживании;

Низкая мощность — до 15кВт.

Система бесперебойного электроснабжения

Ядро системы бесперебойного питания представляет собой ИБП (инвертор – коммерческое название ИБП с большим ресурсом аккумуляторных батарей). Принцип работы этой системы таков. Если основное электропитание поступает от системы общего электроснабжения, ИБП выполняет функции стабилизатора; в это время заряжаются аккумуляторные батареи ИБП. При отключении общего питания напряжение на нагрузку автоматически подается с ИБП. При возобновлении электроснабжения аккумуляторные батареи снова начинают подзаряжаться.

Система бесперебойного питания защищает нагрузку от:

  • Кратковременного отключения и скачков напряжения в сети.
  • Искажения формы сигнала, изменения частоты, шумов.
  • Просадок и выбросов.
  • Влияния переходных процессов при коммутации (например, включении реактивной нагрузки).

ИБП (инвертор) – это устройство, в состав которого входят преобразователь электросигнала и аккумуляторные батареи. ИБП преобразует постоянное напряжение аккумуляторной батареи 12/24 В в переменное напряжение сети 220 В (и обратно). Существует три класса ИБП (см. Табл. 2).

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector