Alguna vegada us heu preguntat com arriba l’electricitat a casa vostra o suposeu que si l’alimentació està apagada, com continueu rebent electricitat a casa. En realitat, hi pot haver moltes maneres d’obtenir un subministrament d’alimentació de CA sense haver de quedar-se sense electricitat.
4 fonts d'alimentació de CA a casa
Corrent altern: Bàsicament, a causa de la facilitat de transmissió, el baix cost i la fàcil conversió a corrent continu, es prefereix l’alimentació de corrent alternatiu a l’alimentació de corrent continu a les llars. Us heu preguntat mai com funciona tot aquest sistema de distribució d'energia? No?
Deixeu-me fer una breu idea de tot el sistema
Sistema de distribució d'energia
La xarxa de distribució d’energia bàsica consta de les subseccions següents:
- Central elèctrica: La central elèctrica és el lloc on es genera l’alimentació de corrent altern trifàsica. La raó per utilitzar 3 fases és que tots els corrents de fase tendeixen a cancel·lar-se, mantenint una càrrega equilibrada i poden produir un camp magnètic giratori utilitzat per als motors elèctrics. La central elèctrica consisteix generalment en generadors de turbines de vapor que treballen sobre el vapor que s’obté cremant carbó, petroli i gas natural o de centrals nuclears. La potència de CA generada pels generadors es converteix en una alta tensió a uns 155KV mitjançant grans transformadors intensius.
- Subestacions de transmissió: La potència generada a una alta tensió de 155KV entra a les subestacions de transmissió que consisteix en un transformador descendent, interruptors automàtics i equips de control i converteix la potència CA d’alta tensió en una potència CA de baixa tensió de 60kV per alimentar-la als circuits de transmissió. la unitat de distribució d’energia.
- Unitat de transmissió: La unitat de transmissió està formada per torres de 3 fils que porten cadascuna una fase i també un quart fil que actua com a terra per protegir-se dels llamps. Normalment, la distància de transmissió és d’uns 400 km.
- Graella de distribució: Consisteix en transformadors reductors que converteixen el subministrament alternatiu d’alta tensió entrant de 60kV a 12kV i els autobusos de distribució per transmetre l’alimentació de corrent altern.
- Unitats de transmissió a casa: La unitat de transmissió consta de 3 torres cablejades que transporten l’alimentació de CA en cada fase i també consisteix en bancs reguladors per evitar transitoris en tensions i aixetes per obtenir subministrament monofàsic o bifàsic a partir de l’alimentació trifàsica.
- Unitat d'alimentació de CA a prop de les cases: La unitat d’alimentació de CA consisteix en transformadors reduïts als pols elèctrics, que redueixen la tensió de corrent altern de les línies de transmissió a la tensió de corrent altern de 240 V normal per al subministrament domèstic. El subministrament de 240 V inclou tres cables, amb dos cables que porten 120 V cadascun a 180 graus de diferència de fase i el tercer cable un neutre o de terra.
Energia solar: Una altra font d’obtenció d’energia a casa vostra és l’ús de l’energia solar. A causa de la seva reposició i facilitat de disponibilitat, l’energia solar emergeix com una de les principals fonts d’energia. La distribució d'energia solar a les llars consta dels components següents:
Energia solar a les llars
- Panells solars: Una col·lecció de plaques solars formades per cèl·lules solars es col·loquen al sostre de les cases en aquesta direcció per tal d’aconseguir la màxima llum solar i convertir aquesta llum solar en energia elèctrica.
- Controlador de càrrega: La funció del controlador de càrrega és controlar la càrrega de les bateries per garantir que l’excés de voltatge continu no flueixi cap a les bateries. També garanteix la càrrega de la bateria en cas d’esgotament de la bateria.
- Bateries: Un conjunt de gairebé 12 bateries s’utilitzen per emmagatzemar l’energia elèctrica de CC de les cèl·lules solars.
- Inversor: S’utilitza per convertir l’alimentació de CC de les bateries per requerir alimentació de CA per fer funcionar els aparells que necessiten alimentació de CA per al seu funcionament.
Font d'alimentació ininterrompuda: En el punt anterior, vam conèixer l’emmagatzematge d’energia solar i, després, convertir la potència de CC a AC mitjançant inversors. Es pot fer el mateix amb l'alimentació de corrent altern.
Sistema d'alimentació ininterrompuda
En mode normal, la font d'alimentació prové de la xarxa de CA i es dóna a les càrregues després de ser regulada per l'estabilitzador. Aquest voltatge de CA es converteix en voltatge de corrent continu per carregar les bateries.
En el mode de còpia de seguretat, la potència de CC emmagatzemada a les bateries es converteix en alimentació de CA mitjançant inversors. Un inversor bàsic consisteix en un transformador amb bobinatge primari amb rosca central junt amb interruptors que permeten que el corrent flueixi de nou a la bateria a través dels bobinatges primaris, permetent així la creació de voltatge de CA a través dels bobinatges primaris .
Un SAI pràctic
Generadors: Un generador de seguretat per a llars funciona amb gas natural o dièsel. Consisteix en un controlador que controla el flux de corrent de la xarxa elèctrica a través del commutador de transferència automàtic. En cas de fallada elèctrica, l’interruptor de transferència automàtica tanca les línies de xarxa i obre la línia elèctrica des del generador. Així, després d’un interval de 10 segons desaparegut del subministrament elèctric, el generador comença a funcionar i subministra energia als electrodomèstics. Quan torna l’alimentació, el controlador ho detecta i apaga automàticament l’alimentació del generador i torna a controlar el subministrament principal. Un generador és més barat i té menys consum, però és sorollós en comparació amb els inversors.
Sistema de generació de còpia de seguretat de CA.
Un generador pràctic utilitzat a les llars
Selecció automàtica de la font d'alimentació a les llars
Podem construir una unitat automàtica senzilla per seleccionar qualsevol de les fonts d’alimentació. El que necessitem és un microcontrolador bàsic, un controlador de relés i 4 relés.
El sistema consta de 4 botons polsadors interfaciats amb el microcontrolador, cadascun dels quals representa l'estat de la disponibilitat de cada font d'alimentació. En conseqüència, el microcontrolador condueix el controlador de relé per seleccionar el relé adequat connectat a la font d'alimentació corresponent.
Diagrama de blocs que mostra la selecció automàtica de la font d'alimentació de CA.
En funcionament normal, el microcontrolador condueix el controlador del relé de manera que la càrrega estigui connectada al subministrament de xarxa a través del relé corresponent. Quan es prem el primer botó que representa el subministrament de xarxa, indica la fallada del subministrament de xarxa. En aquest cas, el microcontrolador està programat de manera que proporciona una entrada lògica alta a un dels pins d'entrada del controlador de relé (connectat a la font d'alimentació alternativa corresponent) i, en conseqüència, el controlador de relé desenvolupa un senyal lògic baix al seu corresponent pin de sortida. El relé connectat a aquesta font d'alimentació alternativa està connectat i permet l'alimentació de la càrrega. Quan falla qualsevol font d'alimentació alternativa junt amb la xarxa elèctrica, es tria l'altra font disponible. Dit d’una altra manera, si es premen tant el polsador de subministrament de xarxa com el polsador adjacent, la font d’alimentació alternativa correspon al tercer polsador. Es pot utilitzar una pantalla LCD per mostrar l'estat de càrrega.
Crèdit fotogràfic
