Правильный подбор источника бесперебойного питания или инвертора. Расчёт мощности аккумуляторов для дома

Мы уже выяснили, что литий ионные аккумуляторы выгоднее свинцово-кислотных.

Поговорим о  преобразователях  напряжения.

Вся бытовая техника, электроника и освещение, работают от переменного тока с напряжением 220v. Аккумуляторы выдают постоянный ток и номинальное напряжение 12v. На самом деле, у любого аккумулятора в процессе заряда и разряда, напряжение на клеммах меняется. Например, у литий ионной АКБ,  рабочий диапазон напряжения - от 11 вольт (полностью разряжена) до 16.8v (полностью заряжена), а номинальное напряжение 12v – это условная средняя величина из стандартизованного ряда напряжений, принятых в электротехнике.  

Для того, чтобы получить переменный ток 220 вольт,  постоянный ток аккумулятора на 12v, нужно преобразовать. Делается это с помощью инвертора, или источника бесперебойного питания (ИБП). Инвертор отличается от «бесперебойника» тем, что только преобразует постоянный ток (DC) 12v (или 24v)  в переменный (AC) 220v. Для зарядки аккумулятора, подключенного к инвертору, нужно отдельное зарядное устройство. 

Источники  бесперебойного питания, имеют в своём составе инвертор и встроенное  зарядное устройство. С ИБП управляться проще, так как они работают в автоматическом  режиме и требуют меньше внимания.  Но, покупая инвертор, зарядное устройство и аккумуляторы по отдельности, можно получить идеальное сочетание характеристик под Ваши потребности, а возможно, еще и сэкономить, если конечно найдёте нужное оборудование. 

Чтобы правильно подобрать  ИБП или инвертор, нужно знать  мощность коммутируемых устройств. Например, если  циркуляционный насос газового котла потребляет -150 ватт/час; холодильник - 70 ватт/час; освещение – 30 ватт/час.; телевизор - 150 ватт/час. (данные по энергопотреблению смотрите  в инструкциях к бытовой технике и электронике, или рассчитывайте примерно по аналогам), то общая максимальная нагрузка в данном случае составит 400 ватт/час.  Далее, нагрузку за 1 час умножаем на количество часов, на протяжении которых оборудование должно работать автономно, например: 6 часов. 400 х 6 = 2400 ватт/час.   К 2400 ватт/час. добавляем 5% (минимальные потери на преобразование энергии). Получаем 2520 ватт.час.

Значит, для автономного энергоснабжения на  протяжении 6 часов, понадобится аккумулятор мощностью не менее 2500 ватт/час.(2.5 киловатт/час).  2500 ватт/час делим на 12 вольт (номинальное напряжение аккумулятора). Получаем  208. Значит для работы автономной энергосистемы с номинальной нагрузкой 400 ватт/час. нужна аккумуляторная батарея 12v200Ah (или 2 аккумулятора 12v100Ah;  или 4 аккумулятора 12v50Ah). Для того, чтобы  увеличить время  автономной работы, есть только 2 пути: выключать ненужные приборы; уменьшать время работы оборудования (включать котёл, холодильник и др. приборы периодически). 

Разумеется, ни о каких тепловентиляторах и электрочайниках при работе от бесперебойника  речь не идёт, -  потому что аккумуляторы будут стоить уже не десятки, а сотни тысяч гривен.  При больших нагрузках или работе в течении продолжительного времени,  нужны другие источники энергии: бензиновый генератор, солнечные панели, ветрогенератор.

Для нагрузки 200 – 400 ватт подойдёт инвертор с номинальной мощностью 500 ватт;  для нагрузки 400 – 800 ватт,  в том числе работы любого компрессорного холодильника, нужен инвертор с номинальной мощностью 1 квт, потому что компрессор холодильника при запуске потребляет большой ток и инвертор с номинальной мощностью 500 ватт скорее всего его не потянет. На инверторах часто указывают максимальную мощность, которую он выдает кратковременно. Поэтому, если на инверторе большими цифрами указана мощность 1000w,  скорее всего в постоянном режиме он будет выдавать 500w. Эту информацию  нужно уточнять у продавца и обязательно обратить внимание при выборе инвертора или бесперебойника.  

С другой стороны, не нужно покупать инвертор мощнее в 3 – 4 раза, чем требуется. Он не только намного дороже, но и больше энергии расходует на себя, в процессе преобразования тока, а значит быстрее  разрядит аккумуляторы при той же нагрузке.

Вывод: оптимальным  будет преобразователь напряжения, номинальная мощность которого в полтора – два раза превышает требуемую.

Есть ещё один нюанс: для электродвигателей (в компрессоре холодильника, насосе котла и др.)  нужен ток с правильной синусоидой. От инверторов с усеченной синусоидой, оборудование с электродвигателями, скорее всего работать не будет, а вот свет и любая электроника (ноутбук, телевизор и т.п.) не так требовательны к форме импульсов тока и будут работать от инвертора c усечённой синусоидой.  Это нужно иметь в виду при выборе инвертора или ИБП.

Вывод: для оборудования в составе которого есть электродвигатели (холодильники, котлы) нужно покупать инвертор (ИБП) с правильной синусоидой.

Часто газовый котёл не запускается от инвертора даже с правильной синусоидой. Происходит это из-за отсутствия заземления котла. Выполнить заземление в многоквартирном доме, где все  водопроводные и канализационные трубы пластиковые, традиционным способом, подчас невозможно. В этом случае, когда есть напряжение в сети, с помощью пробника, в ближайший к котлу розетке, находим фазу и ноль. Затем от «нуля» из розетки подключаем провод  к металлическому каркасу котла. Такая схема заземления котла позволяет запускать его от инвертора. Главное, не перепутать ноль в розетке с фазой!

В следующей статье мы расскажем о зарядных устройствах и особенностях заряда литий ионных и свинцово-кислотных аккумуляторов в составе ИБП.