Существует целый ряд ситуаций и условий, когда электропитание может быть нестабильным или недоступным некоторое время вовсе. Например, когда оборудование расположено в удаленном месте, в котором невозможно постоянное присутствие обслуживающего персонала, что является обычным делом в нефтегазовой, метеорологической, телеметрической и многих других сферах и отраслях. И, в таком случае, потребителю необходимо устройство, которое не просто будет распределять питание от сети, но и будет его резервным источником.
Именно такие задачи решает высокотехнологичное инновационное устройство — источник резервного питания (ИРП), разработанный специалистами ООО «ЭТС» (Санкт-Петербург) (см. Рисунок 1).
Рисунок 1 – Источник резервного питания, оборудованный модулями статического преобразования.
Общепринятой практикой является использование в качестве резервных источников электропитания аккумуляторов и дизельных двигателей. Их используют в банках, больницах, складах, офисах, на промышленных предприятиях и во многих других местах, где решение проблемы с перебоями и отсутствием электроэнергии необходимо, т.к. позволяет избежать отключения и повреждения дорогостоящей аппаратуры, продолжить функционирование различных учреждений в штатном режиме, обеспечить работоспособность жизненно важных приборов, а также защитить материальные ценности. Однако, постепенно эти способы морально устаревают, так как им необходимо постоянное техническое обслуживание, а также они имеют ряд специфических недостатков. Так, например, аккумуляторные батареи довольно громоздки и имеют малый запас автономной работы, а дизельные генераторы шумные и неэкологичные.
Принцип действия ИРП основан на работе топливные элементов, которые относятся к категории DMFC (прямые топливные элементы). В них используется эффективный и экологичный каталитический процесс прямого преобразования моногидроксиметана (метанол) в электроэнергию без промежуточных этапов (см. Рисунок 2). Таким образом, данная технология является одним из наиболее экологически чистых способов вырабатывания энергии. Хранить метанол гораздо проще, чем водород, так как нет необходимости поддерживать высокое давление, поскольку метанол при атмосферном давлении является жидкостью. Энергетическая ёмкость у метанола выше в два раза, чем в таком же объеме сильно сжатого водорода. Такая энергоёмкость является максимальной из всех известных систем хранения топлива для топливных элементов. (для лучшего восприятия информации здесь будет картинка с принципом действия ячейки. На «входе» кислород и метанол, на «выходе» — электроэнергия, тепло, конденсат и СО2).
Рисунок 2 – Принцип действия DMFC
Для данной технологии отсутствует необходимость вмешательства со стороны оператора. Работа топливного элемента представляет собой интеллектуальную систему выработки энергии, которая используется для непрерывной и автоматической подзарядки аккумуляторов. Топливная ячейка, которая напрямую подключена к аккумулятору, обеспечивает полную зарядку аккумулятора, после чего переходит в режим ожидания. Это позволяет непрерывно работать ИРП в режиме резервного источника электропитания более 14 суток. Кроме того, режим работы топливного элемента можно регулировать и дистанционно, не выходя из офиса.
ИРП имеет опыт успешного внедрения в самых разных отраслях: нефтегазовой, телекоммуникационной, для систем дорожного контроля и метеорологического оборудования. Так, например, один из самых «свежих» и ярких примеров использования ИРП – это внедрение устройства на рыбопромысловое судно, для питания системы автоматического контроля производственной деятельности судна (см. Рисунок 3). Данное оборудование решает задачи минимизирования искажения данных об объеме вылова, расходе топлива и, таким образом, государство и судовладельцы не несут «лишних» убытков.
Рисунок 3 – «Боевое» рыболовецкое судно с ИРП на борту
Источник резервного питания имеет гибкую структуру за счет модульного исполнения (19” конструктив), что дает возможность скомпоновать устройство для решения самых нетривиальных задач потребителя. В том числе, возможна эксплуатация в любых погодных условиях. Специально разрабатываемые решения делают возможным эксплуатацию в фантастическом диапазоне температур – от -50oС до +50oС. Что, вкупе с экономичностью, дает неоспоримое преимущество устройства по сравнению с другими типами генераторов. Именно гибкая структура позволила успешно решить ООО «ЭТС» задачи заказчика в случае с рыбопромысловым судном, т.к. потребовалось решение строго определенного размера, выдерживающее постоянную высокую влажность и прочие непростые погодные условия, в которых каждый день работают моряки.