Vous êtes-vous déjà demandé comment l'électricité arrive dans votre maison ou supposez que l'électricité est coupée, comment vous obtenez toujours de l'électricité à la maison. En fait, il peut y avoir de nombreuses façons d'obtenir une alimentation en courant alternatif sans avoir à rester sans électricité.
4 sources d'alimentation CA à la maison
Secteur AC: Fondamentalement, en raison de la facilité de sa transmission et de son faible coût et de sa facilité de conversion en courant continu, le courant alternatif est préféré au courant continu pour l'alimentation des foyers. Vous êtes-vous déjà demandé comment fonctionne tout ce système de distribution d'énergie? Non?
Permettez-moi de vous donner une brève idée de l'ensemble du système
Système de distribution d'énergie
Le réseau de distribution électrique de base comprend les sous-sections suivantes:
- Centrale électrique: La centrale électrique est l'endroit où le courant alternatif triphasé est généré. La raison de l'utilisation de 3 phases est que tous les courants de phase ont tendance à s'annuler, maintenant une charge équilibrée et peuvent produire un champ magnétique rotatif utilisé pour les moteurs électriques. La centrale électrique se compose généralement de générateurs à turbine à vapeur qui fonctionnent à la vapeur obtenue en brûlant du charbon, du pétrole et du gaz naturel ou provenant de centrales nucléaires. Le courant alternatif généré par les générateurs est converti en haute tension à environ 155KV à l'aide de gros transformateurs élévateurs.
- Sous-stations de transport: La puissance générée à une tension élevée de 155KV entre dans les sous-stations de transmission qui se composent d'un transformateur abaisseur, de disjoncteurs et d'un équipement de contrôle et convertit la puissance alternative haute tension en une puissance alternative basse tension de 60kV à fournir l'unité de distribution d'énergie.
- Unité de transmission: L'unité de transmission se compose de chaque tour à 3 fils portant chacune une phase et également un quatrième fil qui agit comme une masse pour se protéger de la foudre. Normalement, la distance de transmission est d'environ 400 km.
- Réseau de distribution: Il se compose de transformateurs abaisseur qui convertissent l'alimentation CA haute tension entrante de 60kV en 12kV et de bus de distribution pour transmettre l'alimentation CA.
- Unités de transport à domicile: L'unité de transmission se compose de 3 tours câblées qui transportent le courant alternatif dans chaque phase et se compose également de banques de régulateurs pour éviter les transitoires de tensions et de prises pour obtenir une alimentation monophasée ou biphasée à partir de l'alimentation triphasée.
- Bloc d'alimentation CA à proximité des maisons: L'unité d'alimentation CA se compose d'un transformateur abaisseur sur les pôles électriques, qui abaisse la tension alternative des lignes de transmission à une tension alternative normale de 240 V pour l'alimentation domestique. L'alimentation 240 V est livrée avec trois fils, avec deux fils transportant 120 V chacun à 180 degrés de différence de phase et le troisième fil un fil neutre ou de terre.
Énergie solaire: Une autre source d'énergie à votre domicile est l'utilisation de l'énergie solaire. En raison de sa reconstitution et de sa facilité de disponibilité, l'énergie solaire est en train de devenir l'une des principales sources d'énergie. La distribution d'énergie solaire dans les maisons comprend les éléments suivants:
L'énergie solaire dans les maisons
- Panneaux solaires: Un réseau de panneaux solaires constitué de cellules solaires est placé sur le toit des maisons dans une direction de manière à obtenir un ensoleillement maximal et à convertir cette lumière du soleil en énergie électrique.
- Contrôleur de charge: Le travail du contrôleur de charge est de contrôler la charge des batteries pour s'assurer que la tension CC excessive ne circule pas vers les batteries. Il assure également la charge de la batterie en cas de perte de puissance de la batterie.
- Batteries: Un ensemble de près de 12 batteries est utilisé pour stocker l'énergie électrique CC des cellules solaires.
- Onduleur: Il est utilisé pour convertir l'alimentation CC des batteries afin de nécessiter une alimentation CA pour faire fonctionner les appareils qui ont besoin d'une alimentation CA pour leur fonctionnement.
Alimentation électrique ininterrompue: Au point précédent, nous avons appris à stocker l'énergie solaire, puis à convertir le courant continu en courant alternatif à l'aide d'onduleurs. La même chose peut être faite pour l'alimentation CA à partir du secteur.
Système d'alimentation sans interruption
En mode normal, l'alimentation électrique provient du secteur d'alimentation CA et est fournie aux charges après avoir été régulée par le stabilisateur. Cette tension alternative est convertie en tension continue pour charger les batteries.
En mode de secours, l'alimentation CC stockée dans les batteries est convertie en alimentation CA à l'aide d'onduleurs. Un onduleur de base se compose d'un transformateur avec un enroulement primaire à prise centrale ainsi que des commutateurs qui permettent au courant de retourner à la batterie à travers les enroulements primaires, permettant ainsi la création d'une tension alternative à travers les enroulements primaires .
Un onduleur pratique
Générateurs: Un générateur de secours pour les maisons fonctionne au gaz naturel ou au diesel. Il se compose d'un contrôleur qui surveille le flux de courant provenant de l'alimentation secteur via le commutateur de transfert automatique. En cas de panne de courant, le commutateur de transfert automatique ferme les lignes d'alimentation et ouvre la ligne d'alimentation du générateur. Ainsi, après un intervalle de 10 secondes après la coupure de courant, le générateur commence à fonctionner et alimente les appareils ménagers. Lorsque le courant revient, le contrôleur le détecte et coupe automatiquement l'alimentation du générateur et recommence à surveiller l'alimentation principale. Un générateur est moins cher et consomme moins, mais il est bruyant par rapport aux onduleurs.
Système de générateur de secours AC
Un générateur pratique utilisé dans les maisons
Sélection automatique de la source d'alimentation dans les maisons
Nous pouvons construire une simple unité automatique pour sélectionner l'une des sources d'alimentation. Ce dont nous avons besoin, c'est d'un microcontrôleur de base, d'un pilote de relais et de 4 relais.
Le système se compose de 4 boutons poussoirs interfacés avec le microcontrôleur, chacun représentant la condition de disponibilité de chaque source d'alimentation. Le microcontrôleur commande en conséquence le pilote de relais pour sélectionner le relais approprié connecté à la source d'alimentation correspondante.
Schéma fonctionnel montrant la sélection automatique de l'alimentation CA
En fonctionnement normal, le microcontrôleur pilote le pilote de relais de manière à rendre la charge connectée à l'alimentation secteur via le relais correspondant. Lorsque le premier bouton-poussoir représentant l'alimentation secteur est enfoncé, cela indique la panne de l'alimentation secteur. Dans ce cas, le microcontrôleur est programmé de manière à donner une entrée logique haute à l'une des broches d'entrée du pilote de relais (connecté à la source d'alimentation alternative correspondante) et le pilote de relais développe en conséquence un signal logique bas à sa broche de sortie correspondante. Le relais connecté à cette source d'alimentation alternative est connecté et permet l'alimentation électrique de la charge. En cas de panne de l'un des blocs d'alimentation alternatifs avec l'alimentation secteur, l'autre bloc d'alimentation disponible est choisi. En d'autres termes, si à la fois le bouton-poussoir d'alimentation secteur et le bouton-poussoir adjacent sont enfoncés, la source d'alimentation alternative correspond au troisième bouton-poussoir. Un écran LCD peut être utilisé pour afficher la condition de charge.
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