Как обеспечить работу на ПК во время отключения электрики

Общая система электроснабжения по ряду причин становится всё менее надёжной, что проявляется в плановых и внеплановых отключениях потребителей электроэнергии как в ночное, так и дневное время. Поэтому актуальным становится вопрос поиска резервных средств обеспечения электричеством наиболее важных бытовых приборов в доме, от работоспособности которых напрямую зависит качество жизни бытовых потребителей. Это такие приборы, как холодильник, обогреватели, персональный компьютер (ПК) и др. Рассмотрим этот вопрос более детально.    

Основные методы резервного питания

Существует ряд направлений развития средств обеспечения бытовых потребителей резервными видами энергии.

Укажем основные из них:

• Солнечные электростанции;
• Ветряные электрогенераторы;
• Топливные электрогенераторы;
• Источники бесперебойного питания (ИБП).

Указанные источники питания отличаются между собой как принципом работы, так и используемым ими источником энергии. Применение того или иного оборудования зависит от многих факторов, таких, например, как тип дома (частный или квартира), природные условия, общая мощность устройств потребителей энергии в доме, финансовые возможности и многих других. 

Солнечные электростанции используют в качестве источника энергии природный солнечный свет. Солнечная энергия улавливается специальным образом спроектированными панелями, размещаемыми на наиболее освещённых местах – крышах, полях, на возвышениях (природных или искусственных) и затем аккумулируется в батареях. Постоянное напряжение батарей подаётся затем на вход инвертора, с выхода которого снимается уже напряжение переменной величины. Аккумулирование энергии необходимо для обеспечения резервного питания дома в ночное время суток, когда энергия солнца практически отсутствует. Также это может быть полезным для накопления избыточной энергии солнца, которая затем может быть передана другим потребителям с помощью общей системы энергоснабжения.

Солнечные панели

Выделим основные особенности солнечной электростанции:

• Применима для частных домов, дач, расположенных на любой открытой местности;
• Необходима установка инвертора для инвертирования напряжения;
• Может использоваться как альтернатива основной сети;
• Высокая стоимость;
• Перспектива получения дохода.

Ветряные электрогенераторы преобразуют энергию ветра в механическую энергию вращения ротора генератора, с клемм которого снимается переменное напряжение нужной величины. Диапазон напряжений от 48 до 380 В. Для исключения влияния скорости ветра на величину выходного напряжения дополнительно монтируются аэромеханические системы стабилизации частоты вращения ветротурбин. 

Ветрогенераторы

Особенности ветрогенератора:

• Применим для частных строений расположенных на возвышенностях или холмах;
• Целесообразно использовать совместно с солнечными панелями;
• Может быть альтернативой общей сети электроснабжения;
• Высокая стоимость;
• Доходность и самоокупаемость.

Топливные электрогенераторы для выработки напряжения переменной величины используют энергию сгораемого в цилиндрах топлива. В качестве топлива могут использоваться как жидкие, так и газообразные вещества – пропан, дизельное топливо, бензин и другие в зависимости от типа и настроек двигателя внутреннего сгорания – составляющей части электрогенератора.  

Генераторы

Особенности топливных электростанций:

• Применяются только в частном секторе;
• Для работы необходимо отдельное проветриваемое помещение;
• Зависимость от наличия топлива и его качества;
• Возможность установки вдали от общей сети;
• Ценовой диапазон – средний. 

Источники бесперебойного питания относятся к наиболее доступным средствам обеспечения резервного питания. Однако время резервирования здесь минимальное – от 15-ти минут до нескольких часов. Для получения на выходе переменного напряжения домовой сети здесь используется энергия аккумуляторных батарей, которые в режиме ожидания подзаряжаются от основной сети. В своём составе, как правило, имеют инвертор и систему сетевых фильтров для стабилизации напряжения сети.

Источники бесперебойного питания

Особенности ИБП:

• Возможность применения в любых помещениях;
• Компактность;
• Малое время резервирования;
• Обязательно наличие основного источника электроэнергии;
• Ценовой диапазон – ниже среднего.

Какие бытовые приборы потребляют наиболее

Мощность потребления бытовых электроприборов не зависит от их габаритов, а определяется принципом их действия и назначением. Среди всего многообразия бытовых устройств можно выделить две их группы, которые потребляют наибольшее количество энергии.

К первой группе относятся приборы, основным назначением которых является преобразование энергии электричества в тепловую энергию, то есть, это нагревательные приборы. Сюда относятся электроплиты, утюги, электрочайники и другие подобные устройства. Приборы этой группы самые энергозатратные. Средние значения их мощностей приведены в Таблице 1. Вариации мощностей зависят от конкретных моделей устройств.        

Ко второй группе наиболее энергозатратных устройств относятся те приборы, назначением которых является приводить в движение какие-либо механизмы, например, газонокосилка или стиральная машина. Здесь энергия электричества преобразуется в механическую энергию.

Они содержат в себе электродвигатель, который и производит это преобразование. Для приборов этой групп характерны дополнительные затраты энергии, связанные с, так называемыми, пусковыми токами, образующимися при их включении. Учёт таких энергозатрат можно производить с помощью коэффициента пускового тока kпт, значение которого приводится в технической документации к прибору или в соответствующих справочниках.

Для получения реальных затрат мощности необходимо значение указанного коэффициента умножить на значение номинальной мощности Рном конкретного устройства. В Таблице 1 приведены значения средних мощностей для некоторых приборов этой группы.  

Таблица 1. Наибольшие потребители электроэнергии в доме.

Как обеспечить бесперебойную работу ПК

За последний год резко возросло количество людей, работающих удалённо, причём не только на фрилансе, но и с официальным оформлением. Поэтому для них обеспечение бесперебойной работы ПК вопрос первостепенной важности. Хотя, и для «обычных» геймеров это также весьма актуально. Рассмотрим более детально, как это можно осуществить на практике.   

Сколько потребляет ПК и ноутбук

Для того чтобы можно было обеспечить свой прибор резервным источником питания, нужно знать величину мощности, которую он потребляет. Мощность потребления зависит от многих факторов.

Перечислим основные из них:

• Тип устройства;
• Комплектация;
• Режим работы.

Тип устройства определяет возможные способы его питания и уровень энергопотребления. Если это настольный ПК, то он будет иметь только стационарное питание от общей сети 220 В и, соответственно, высокий уровень энергопотребления. Использование дополнительных батарей здесь не предусмотрено.

Если это ноутбук, то питание может осуществляться как стационарно, от сети, так и дополнительно – от встроенных батарей. В этом случае, уровень энергопотребления минимальный. В случае планшета, возможно использование только встроенных компактных батарей и, поэтому, он имеет самый низкий уровень потребляемой мощности. 

Комплектация любого вычислительного устройства, прежде всего, определяется его назначением. Если, например, ПК является сетевой рабочей станцией, то базовая комплектация будет состоять из компонентов, имеющих наименьшие показатели энергопотребления. Это такие компоненты, как HDD-диск, процессор, видеокарта, монитор, то есть, все те, которые определяют потребляемую ПК мощность. Если же это геймерский ПК, то для полноценной его работы необходимы производительный процессор, видеокарта со встроенной видеопамятью большой ёмкости и монитор с большой диагональю, и, поэтому, уровень потребляемой мощности может быть в разы выше по сравнению с рабочей станцией. Мы здесь привели кардинально отличающиеся варианты комплектации, но, конечно же, могут быть и промежуточные решения. Всё сказанное для ПК касается и ноутбука – здесь также возможны большие различия в комплектации устройств в зависимости от их назначения.

Режим работы любого вычислительного устройства напрямую влияет на потребление энергии. Например, когда ПК находится в спящем режиме, мощность потребления может быть в более чем 10 раз меньшей по сравнению с высоконагруженным режимом. В Таблице 2 приведены средние мощности потребления для разных типов устройств.            

Таблица 2. Мощность потребления устройств в  разных режимах работы.

Как подобрать ИБП (UPS) для ПК

Основным критерием для выбора ИБП для ПК является среднее значение общей потребляемой мощности всеми его компонентами, а также мощности необходимых для работы внешних подключаемых устройств – принтера, сканера и др. Сложив все эти мощности, можно получить среднее энергопотребление ПК за 1 час.

Следующим шагом должен стать выбор конкретного ИБП, который бы удовлетворял условию, при котором полученная общая мощность энергопотребления ПК будет составлять не более 80 % номинальной мощности ИБП. Это обеспечит необходимый запас энергии для работы ИБП в щадящем режиме.

Необходимо также учитывать наличие в ИБП нужного количества розеток, необходимых для подключения всех компонентов ПК – системного блока, монитора и внешних устройств, в случае необходимости.

В целом же, для работы ПК не требуется ИБП высокого уровня, касательно характеристик выходного тока и напряжения. Здесь достаточно иметь форму выходного тока в виде аппроксимированной синусоиды, то есть, фактически трапеции. Плавная синусоида необходима для более требовательных потребителей энергии, например, для электроники топливных насосов, но не для ПК. Это значительно удешевляет приобретение резервного источника питания.     

Мы должны помнить, что основное предназначение ИБП для ПК – это обеспечение подачи стабилизированного напряжения и, в случае сбоев в сети, кратковременного резервирования в течение 20-30 минут, чтобы можно было корректно завершить выполнявшиеся задачи, не утратив при этом данных. 

Как работать удалённо

Удалённая работа для многих из нас становится необходимым условием существования. Осуществлять её возможно лишь с использованием известных вычислительных средств – компьютера, ноутбука и, в крайнем случае, – планшета.

В условиях периодических прерываний подачи электричества из общей сети электроснабжения, кроме использования ИБП целесообразно продумывать и другие пути минимизации возможных потерь данных в случае полного блэкаута. Это, например, может быть работа на облачных сервисах или удалённых рабочих столах, когда отключение вашего устройства от сети никоим образом не может повлиять на сохранность данных, с которыми вы работали.