Подзаряжаемый защищённый сегмент

Подзаряжаемый сегмент аналогичен автономному за исключением того, что низковольтная часть связана с незащищённым сегментом через зарядное устройство, которое обеспечивает подзарядку аккумуляторов при наличии напряжения в общественной сети. В качестве такого устройства можно использовать блок зарядки. Отмечу, что автомобильные зарядные устройства обычно слишком слабы и рассчитаны строго на 12 В, но существует специальные зарядные устройства для систем автономного электроснабжения. Как вариант, можно попытаться взять зарядный блок из инвертора с функцией зарядки аккумуляторов (конечно, это потребует серьёзного вмешательства в конструкцию этого инвертора и его переделки с полной потерей всех гарантий производителя).

Схема электроснабжения с подзаряжаемым защищённым сегментом.

Плюсом такого решения является обеспечение работы защищённого сегмента даже при нехватке даровой энергии за счёт подпитки от незащищённого. Кроме того, такая «косвенная» подпитка обеспечивает гораздо лучшую защиту от нештатных ситуаций в общественной сети, поскольку подпитка осуществляется не прямой коммутацией через реле, а через низковольтный сегмент с мощными аккумуляторами, которые способны если не поглотить, то заметно сгладить весьма сильные кратковременные выбросы напряжения, а если перегрузка будет слишком длительной, она либо «выбьет» защитный автомат, либо в худшем случае выжжет зарядное устройство, — в обоих вариантах защищённый сегмент перейдёт в автономный режим, причём инвертор не подвергнется прямому воздействию перегрузки и потому имеет гораздо больше шансов уцелеть и продолжать действовать. При пропадании же напряжения в общественной сети зарядное устройство прекращает свою работу и защищённый сегмент переходит в автономный режим с питанием только от аккумуляторов и даровой энергии без каких-либо скачков и «морганий», даже самых кратковременных. Наконец, современные зарядные устройства обычно автоматически прекращают зарядку при достижении аккумуляторами определённого уровня заряда и возобновляют её лишь при их разряде до заданного порога, а потому при наличии достаточного поступления даровой энергии и небольшого её расхода энергия из общественной сети в защищённом сегменте использоваться не будет.

Минусом по сравнению с переключаемым сегментом, является, во-первых, постоянная работа инвертора на нагрузку. Во-вторых, хотя мгновенная потребляемая мощность ограничена лишь мощностью инвертора (кратковременный дефицит мощности восполнят аккумуляторы), в долговременном режиме средняя потребляемая мощность не должна превышать суммы мощностей зарядного устройства и минимального потока даровой энергии. При этом если поток даровой энергии длительное время будет минимальным (пасмурные короткие дни или штиль), а потребление в защищённом сегменте окажется достаточно велико, аккумуляторы также долгое время могут оставаться не полностью заряженными, поскольку энергия от зарядного устройства будет тратиться не столько на их заряд, сколько на текущее потребление. Это не слишком полезно для аккумуляторов, но совершенно не смертельно для них. В конце концов наступит период, когда поток даровой энергии усилится и аккумуляторы зарядятся до конца.

Наконец, следует заметить, что в такой конфигурации зарядка аккумуляторов осуществляется сразу двумя зарядными устройствами — контроллером первичного источника (ветрогенератора или солнечных панелей) и сетевым зарядным устройством. При этом оба эти устройства, как правило, автономны и ничего не «знают» друг о друге. В результате параметры зарядки могут существенно отличаться от оптимальных, что негативно скажется как на объёме запасённой энергии, так и на сроке службы аккумуляторов. Обеспечение оптимальных параметров зарядки в такой конфигурации является отдельной непростой задачей, как, впрочем, и в случае любых систем, в которых несколько зарядных устройств работают на один банк аккумуляторов. Тем не менее, в большинстве случаев и контроллеры, и зарядные устройства при своей работе ориентируются на текущее напряжение на блоке аккумуляторов, а оно, очевидно, едино для всех зарядных устройств, сколько бы их ни было, так что слишком серьёзное рассогласование режимов маловероятно. Кроме того, производители наиболее продвинутых и дорогих систем оборудования для автономного электроснабжения (именно систем, а не отдельных типов устройств) предлагают решения с учётом таких коллизий. К сожалению, общепризнанных стандартов информационного взаимодействия зарядных устройств и контроллеров пока нет, и полностью согласованная работа возможна лишь при использовании оборудования одной и той же фирмы.