Автономне живлення у квартирі: 3 поширених способи
Автономне живлення у квартирі: 3 поширених способи
Розглянемо варіанти автономного електроживлення за допомогою акумулятора з інвертором, джерела безперебійного живлення та портативної зарядної станції.
23.01.2023
Під час блекаутів гостро постає проблема отримання електроживлення. Якщо відкинути варіант використання генераторів, які у міських квартирах малопридатні, то зазвичай розглядають такі 3 доступні способи забезпечення автономним електроживленням:
1) автомобільний акумулятор з інвертором,
2) джерело безперебійного живлення (ДБЖ),
3) портативна зарядна станція (power station, ПЗС).
Далі ми простими словами розкажемо про особливості кожного із способів. Наприкінці статті ви знайдете таблицю з основними перевагами та недоліками кожного рішення.
ЗМІСТ
Разом з тим комп'ютери, монітори, телевізори, музичні центри, деякі кухонні прилади, лампи розжарювання та LED-лампи абсолютно нечутливі до якості синусоїди й можуть працювати від такої системи без стабілізатора.
Вищезгадане рішення дуже дешеве, оскільки можна використовувати навіть старий автомобільний акумулятор (у багатьох користувачів такий може зберігатися в гаражі), а придбання інвертора обійдеться всього в 1200-1500 грн. Купівля стабілізатора додатково потягне ще 300-400 грн. Крім того, знадобиться зарядний пристрій для акумулятора, що є у більшості автолюбителів. Якщо ж такого немає, то доведеться докупити, вартість — близько 900 грн.
*Апроксимована (модифікована) синусоїда (хвиля) — сигнал східчастої форми, що може бути непридатним для живлення чутливої техніки (медичні прилади, газовий котел, електробойлер, холодильник).
Крім того, автомобільні акумулятори, що обслуговуються (не гелеві) взагалі краще не тримати вдома, оскільки вони виділяють шкідливі випаровування. Хіба що з метою безпеки розмістити їх у добре вентильованому приміщенні з плюсовою температурою.
Також є ризик, що інвертор, який не має контролера, розрядить батарею нижче за граничний рівень (зазвичай близько 9В) і цим безповоротно пошкодить її.
Інше призначення ДБЖ — стабілізація напруги, якщо в будинку або офісі трапляються стрибки від 180 В до 250 В. Цього бояться компресори холодильного обладнання, електродвигуни, насосні станції та інші прилади.
Офлайнове ДБЖ — по суті батарея з інвертором, зарядним пристроєм та блоком керування. Працює за таким принципом: зникла напруга в мережі — миттєво увімкнулося живлення від батареї. З'явилася напруга в розетці — ДБЖ переходить на живлення від мережі, а батарея заряджається у фоновому режимі (до речі, в ДБЖ відбувається заряджання батареї, навіть якщо сам пристрій вимкнений. Головне, щоб вилка була встромлена в розетку і подавався електричний струм).
Лінійно-інтерактивне ДБЖ — це фактично офлайнове ДБЖ, але із встановленим усередині стабілізатором напруги, який вирівнює перепади сигналу. Такий ДБЖ може стабілізувати напругу з відхиленням до 10% від норми. Якщо напруга зникає, падає нижче за норму або навпаки є значний стрибок вгору — протягом 4-10 мс відбувається перемикання на резервне живлення, тобто батарею. Якщо час такого перемикання не більше 10 мс — то системний блок комп'ютера не помітить перебоїв і продовжить нормально працювати. Якщо час перемикання понад 10 мс — можуть виникнути проблеми з безперебійною роботою комп'ютерного обладнання.
Онлайнові ДБЖ добре підходять для чутливої техніки, яка потребує великої напруги та чітко визначених параметрів електроенергії, що подається. Але для домашнього застосування вони неприйнятні, оскільки займають багато місця, гучно працюють через потужний вентилятор, а головне — дуже дорого коштують. Приміром, ДБЖ Delta серії Amplon R не мають вбудованих АКБ і можуть працювати не тільки зі стандартними заводськими батарейними блоками, але й із зовнішніми АКБ значно більшої ємності. Їх часто застосовують на віддалених об'єктах, куди доступ ускладнено, а також для інших специфічних завдань. Такі ДБЖ випускаються у трьох варіантах потужності: 1/2/3 кВА. Один пристрій без батареї коштуватиме 38-50 тис. грн. Вартість комплекту під'єднуваних зовнішних акумуляторних батарей залежить від потрібного часу автономної роботи. У разі, коли за відносно невеликого навантаження потрібен дуже тривалий час резервування, Delta Amplon R буде оптимальним рішенням. Але не для квартири, звісно.
У разі необхідності ДБЖ можна використовувати як «великий повербанк» до повного розряду з наступним автоматичним відключенням: наприклад, живити Wi-Fi-маршрутизатор, заряджати мобільні гаджети й навіть забезпечити роботу класичного настільного ПК.
Що робити в такому випадку? Необхідно заземлити один з виходів генератора: для цього вбийте в землю металевий штир довжиною від 2 метрів або використайте готову систему заземлення вашого будинку, якщо така вже є. Далі до заземленого дроту треба спочатку під'єднати спеціально передбачену клему заземлення генератора, а потім з’єднати з заземленням один з контактів розетки вашого генератора — байдуже який саме. Таким чином ви урівняєте потенціал цього провідника з потенціалом землі й отримаєте на одному з виходів якісний «нуль». З подібним приєднанням електроніка ДБЖ працює цілком нормально. До речі, аналогічний спосіб варто використовувати й для під’єднання газового котла.
Якість заземлення можна виміряти за допомогою звичайної лампи розжарювання — її треба під’єднати одним контактом до заземленого дроту, а другим — до контакту, який служить «фазою». У разі якісного заземлення лампа яскраво горітиме.
*Технологія AGM (Absorbent Glass Mat) — спосіб виготовлення свинцево-кислотних акумуляторів, що містять не рідкий, а абсорбований електроліт. Це дає низку позитивних змін у струмозарядних/розрядних характеристиках акумулятора.
Саме цим зарядна станція відрізняється від ДБЖ, яке працює як стабілізатор і підтримує роботу обладнання протягом короткого часу, потрібного для перемикання на інше джерело живлення або правильного завершення всіх програм.
У ПЗС використовуються літій-іонні або перспективні залізно-фосфатні батареї, які заряджаються лише за 1,5 години та витримують кілька тисяч циклів перезаряджання. Нагадаємо, що для зарядження батареї ДБЖ потрібно від 4 до 8 годин.
Зарядні станції генерують сигнал із правильною «чистою» синусоїдою, тому за їх допомогою можна заживити будь-яке чутливе обладнання, наприклад, систему керування котлами абощо.
Портативні зарядні станції доволі безпечні в побуті, оскільки кожна розетка обмежена за максимальною споживаною потужністю. Якщо під'єднати потужніший пристрій — спрацює захист.
Та навіть якщо відключень немає або вони трапляються вкрай рідко, раз чи два рази на рік, батарея пристрою все одно потроху деградує. Залежно від якості батареї ДБЖ, виробники визначають максимальний термін її служби в режимі очікування за температури 20-25 ℃ від 5 до 12 років. Втім у реальному житті батареї так довго не витримують. Щоб батарея нормально служила, її потрібно періодично розряджати до нижнього допустимого рівня і потім повністю заряджати — виконувати так зване «тренування». Причому це актуально навіть для абсолютно нових ДБЖ у заводському пакуванні (на цьому окремо наголошують виробники ДБЖ у керівництві з експлуатації). Крім того, напіврозряджена батарея не може довго зберігатися в такому стані*, а також боїться низьких та високих температур, особливо якщо батарея збудована за технологією AGM та містить загущений електроліт.
*В напіврозрядженій батареї відбуваються хімічні реакції, що руйнують її.
По-перше, варто звертати увагу на товари відомих брендів — це запорука якості. Водночас на ринку може бути якісна продукція невідомих широкому загалу виробників, що є OEM-постачальниками товарів для іменитих брендів. Це можна перевірити в інтернеті.
По-друге, ціна не може бути надто низькою. Занижена вартість має викликати підозру.
По-третє, потрібно перевіряти технічні характеристики та, що досить важливо, вагу. Хороша свинцево-кислотна батарея не може бути дуже легкою. Припустимо, за стандартом свинцево-кислотна батарея має важити 2,5 кг і видавати 9 А·год. Але недобросовісні виробники іноді роблять не 6 відділень у батареї, а лише 5 і, щоб приховати невідповідність за вагою, у 6-те відділення засипають баласт, наприклад, гайки, болти, пісок тощо. Такі випадки цілком реальні!
Втім, навіть якщо виробники не вдаються до подібного шахрайства, якість і довговічність батарей різних торгових марок може дуже відрізнятися. Кожен виробник додає якісь присадки в електроліт, щоб поліпшити характеристики акумулятора і склад цієї «хімії» є комерційною таємницею. Тому вартість батареї з однаковими технічними параметрами може відрізнятися практично вдвічі.
Крім того, в дешевих батареях використовують неякісний пластик корпусу. Чим це загрожує? Нещасним випадком. Адже під час заряджання підвищується температура батареї і якщо пластик розтріскався — може статися вибух та пожежа.
А що не можна заживлювати? Власне, суворих обмежень немає, проте теплові конвектори, електрообігрівачі, холодильники, пилотяги недоцільно приєднувати до джерела електроенергії на акумуляторах, оскільки це дуже дороге задоволення. Крім того, необхідно враховувати, що електродвигун в момент запуску споживає в 7-14 разів більше струму, ніж за номінальної роботи. Таким чином, компресор холодильника під час старту протягом кількох мілісекунд може брати струм потужністю понад 1 кВт. І якщо ваш ДБЖ або зарядна станція видають лише 800 Вт, то компресор швидше за все просто не запуститься. Пилотяг середньою потужністю 1 кВт на старті може споживати навіть до 4-7 кВт потужності. Втім, багато пристроїв зараз оснащують системою плавного запуску, завдяки чому під час старту стрибок струму є дуже невеликим порівняно з номінальним споживанням.
*Апроксимована (модифікована) синусоїда (хвиля) — сигнал східчастої форми, що може бути непридатним для живлення чутливої техніки (медичні прилади, газовий котел, електробойлер, холодильник).
**Чиста синусоїда — правильна форма напруги стабілізована до 230 В, що підходить для роботи чутливої техніки.
***Байпас (bypass) — обхідний маршрут для забезпечення живлення обладнання.
⚠ Під час вибору рішення для автономного живлення перевіряйте, чи є в нього європейська сертифікація (позначку «CE*» зазвичай розміщують на коробці/пристрої — див. фото нижче) і чи наявна на сайтах виробників детальна технічна документація для розрахунків та визначення потрібної моделі. За докладнішими консультаціями радимо звертатися до фахівців. Зокрема партнерів Мегатрейд консультують інженери відділу систем живлення.
* Позначка СЕ свідчить про відповідність товару вимогам директив Європейського Союзу.
Приклад тривалості роботи пристроїв, під'єднаних ПЗС Choetech BS005 ємністю 1200 Вт·год
Але якщо ви знаєте ємність ПЗС у Ват·годинах (Вт·год), то визначити приблизний час її роботи досить просто, адже 1 Вт·год зазвичай дорівнює одному часу роботи приладу потужністю 1 Вт. Інша справа, що різні під’єднані прилади мають різну споживчу потужність і можуть живитися від ПЗС одночасно. У такому випадку точно вирахувати тривалість роботи зарядної станції складно.
Подібні пристрої можуть називатись «портативні станції з функцією ДБЖ» або ж «зарядні станції із функцією UPS» (це абревіатура від англ. «Uninterruptible power supply»). До прикладу, вони є в асортименті Choetech (модель BS005 або вище) та Anker ( модель 757 або вище).
Щоб усвідомити цей факт, погляньмо на показники ємності двох повербанків за різної напруги (див. фото нижче):
1. Ємність 10 000 мА·год за напруги 3,7В
2. Ємність 5800 мА·год за напруги 5В
1. Ємність 24 000 мА·год за напруги 3,7 В
2. Ємність 16 906 мА·год за напруги 5 В
Якщо ми хочемо зарядити смартфон з батареєю 5000 мА·год від повербанку 10 тисяч мА·год, що має коефіцієнт перетворення (PF) 0,8, то повноцінно ми зможемо зробити це лише раз. Розрахувати це можна двома способами:
1) якщо знаємо ємність повербанку та телефону в міліампер-годинах (мА·год)
2) якщо знаємо ємність повербанку та телефону у Ват·годинах (Вт·год)
Спосіб №1. Розраховуємо в міліампер-годинах (мА·год)
1. Спочатку визначимо фактичну ємність повербанку, що заряджає смартфон за напруги 5 В. Для цього ємність повербанку (10000 мА·год) х напругу на виході з повербанку (3,7 В) / напругу на вході до смартфону (5 В) х коефіцієнт перетворення (0,8)
10 000 мА·год х 3,7 В / 5 В х 0,8 (PF*)= 5920 мА·год
2. Тепер дізнаємось кількість можливих циклів заряждання смартфону від повербанку. Для цього фактичну ємність повербанку (5920 мА·год) / ємність батареї смартфону** (5000 мА·год)
5920 мА·год / 5000 мА·год = 1,18 разів
Спосіб №2. Розраховуємо у Ват·годинах (Вт·год)
1. Буває, що на повербанку написана його ємність у Ват·годинах (Вт·год). Але для смартфонів це не характерно. Тому спочатку переведемо ємність з мА·год у Вт·год за напруги 5 В. Для цього фактичну ємність повербанку (чи батареї смартфону) у мА·год х напругу у вольтах (вихідну для повербанку і вхідну для смартфону) / 1000. У числах це виглядатеме так:
5920 мА·год х 5 В / 1000 = 29,6 Вт·год фактична ємність повербанку
5000 мА·год х 5 В / 1000 = 25 Вт·год ємність батареї смартфону**
2. Визначимо кількість можливих циклів заряждання смартфону від повербанку. Для цього фактичну ємність повербанку / ємність батареї смартфону**
29,6 Вт·год / 25 Вт·год = 1,18 разів
* Коефіцієнт перетворення (PF) може відрізнятися у різних приладів. Дізнатися його можна з опису технічних характеристик конкретного приладу.
** Ємність батареї сматфону. Зауважимо, що оскільки виробники не зазначають напругу за якої визначено ємність батареї смартфону, а також через можливий вплив інших факторів, подібні розрахунки варто сприймати як орієнтовні.
Щоб перевести потужність з вольт-ампер (В·А) у вати споживчої потужності (Вт) потрібно В·А помножити на коефіцієнт перетворення (power factor, PF). Коефіцієнт перетворення електричної потужності з В·А у Вт можна подивитися у керівництві з експлуатації приладу або у технічних характеристиках на сайті виробника.
Деякі виробники заявляють, що в їхніх нових моделях ДБЖ споживана потужність дорівнює корисній, тобто 1 ВА дорівнює 1 Вт. Однак це лише рекламний хід, оскільки в реальному житті завжди є втрати енергії під час перетворення постійного струму на змінний. Максимальний ККД може сягати 96,5%, але ніколи не дорівнюватиме 100%. Багато що залежить також від якості самого перетворювача та інших параметрів. Тому в бюджетних моделях коефіцієнт перетворення становить лише 0,6 - 0,7, що і зазначено у специфікаціях до ДБЖ чи ПЗС.
До речі, виробник наводить у характеристиках максимальну потужність, що віддається. Але це не означає, що всю її можна споживати. Є неписане правило, що 25% потужності необхідно залишати в резерві. Тобто, якщо ваш ДБЖ видає максимум 1000 Вт, то рекомендується під’єднувати вихідне навантаження потужністю не більше 750 Вт, адже іноді трапляються короткочасні сплески споживаної потужності. Як правило, в інструкції зазначають максимальний час впродовж якого ДБЖ здатне витримувати значні перевантаження — зазвичай це 150% від номіналу протягом 30-40 секунд. Але в гарних ДБЖ є захист від перевантаження і тоді вмикається байпас — живлення йде в обхід батареї.
1) автомобільний акумулятор з інвертором,
2) джерело безперебійного живлення (ДБЖ),
3) портативна зарядна станція (power station, ПЗС).
Далі ми простими словами розкажемо про особливості кожного із способів. Наприкінці статті ви знайдете таблицю з основними перевагами та недоліками кожного рішення.
ЗМІСТ
- Автомобільний акумулятор плюс інвертор
- Автоакумулятор плюс інвертор: недоліки підходу
- Джерело безперебійного живлення (ДБЖ)
- Як під’єднати ДБЖ до генератора?
- Як порахувати, скільки працюватиме певне навантаження (наприклад, лампа 60 Вт) від ДБЖ?
- Які батареї сьогодні використовуються в ДБЖ?
- Портативні зарядні станції (ПЗС): у чому їх відмінність від ДБЖ?
- Чому ДБЖ та зарядні станції коштують дорого?
- Коли настав час заміни: як правильно вибрати батарею для ДБЖ та ПЗС?
- Які пристрої можна і які не варто під’єднувати до акумуляторного джерела електроенергії?
- Порівняльна таблиця різних типів джерел автономного живлення
- Скільки працюватиме портативна зарядна станція (ПЗС) без заряджання?
- Що таке ПЗС із функцією ДБЖ?
- Скільки разів можна зарядити смартфон з батареєю 5000 мА·год від повербанку 10 тисяч мА·год?
- Як перевести параметр номінальної потужності, виражений у вольт-амперах (В·А) у вати (Вт)?
Автомобільний акумулятор плюс інвертор
Найдешевше і найдоступніше рішення для забезпечення автономного живлення — це комплекс з автомобільного акумулятора та інвертора. Останній відповідає за перетворення постійного струму напругою 12 В, що видається акумулятором, в змінний зі стандартною напругою 230 В і частотою 50 Гц. Форма вихідного сигналу залежить від якості інвертора, зазвичай це апроксимована синусоїда*, тобто сигнал, умовно наближений до синусоїдальної форми. Однак, не все обладнання може працювати від такого електроживлення. Серед побутової техніки найбільш чутливим до якості синусоїди є електронний блок керування газовим котлом. І якщо котел не працює, потрібно додатково під’єднувати стабілізатор, щоб максимально згладити синусоїду.Разом з тим комп'ютери, монітори, телевізори, музичні центри, деякі кухонні прилади, лампи розжарювання та LED-лампи абсолютно нечутливі до якості синусоїди й можуть працювати від такої системи без стабілізатора.
Вищезгадане рішення дуже дешеве, оскільки можна використовувати навіть старий автомобільний акумулятор (у багатьох користувачів такий може зберігатися в гаражі), а придбання інвертора обійдеться всього в 1200-1500 грн. Купівля стабілізатора додатково потягне ще 300-400 грн. Крім того, знадобиться зарядний пристрій для акумулятора, що є у більшості автолюбителів. Якщо ж такого немає, то доведеться докупити, вартість — близько 900 грн.
*Апроксимована (модифікована) синусоїда (хвиля) — сигнал східчастої форми, що може бути непридатним для живлення чутливої техніки (медичні прилади, газовий котел, електробойлер, холодильник).
Автоакумулятор плюс інвертор: недоліки підходу
Зв’язка автомобільний акумулятор плюс інвертор — допустимий варіант, але не оптимальний. Адже автомобільний акумулятор зроблений з таким розрахунком, щоб протягом короткого часу віддати струм високої сили. Тобто, під час запуску двигуна автомобіля споживається струм високої сили, але це відбувається буквально кілька секунд і можливо 10-20 разів, після чого акумулятор розряджається нижче за допустимий рівень. Натомість для домашнього застосування потрібна батарея, яка поступово віддаватиме заряд протягом тривалого часу.Крім того, автомобільні акумулятори, що обслуговуються (не гелеві) взагалі краще не тримати вдома, оскільки вони виділяють шкідливі випаровування. Хіба що з метою безпеки розмістити їх у добре вентильованому приміщенні з плюсовою температурою.
Також є ризик, що інвертор, який не має контролера, розрядить батарею нижче за граничний рівень (зазвичай близько 9В) і цим безповоротно пошкодить її.
Джерело безперебійного живлення (ДБЖ)
Основне призначення ДБЖ — надати час, що потрібен для правильного завершення роботи персонального комп'ютера чи сервера (зберегти потрібні документи, вийти із усіх застосунків) або ж для перемикання всього навантаження на інше джерело живлення, скажімо, дизельний, бензиновий чи газовий генератор. Зазвичай для цього потрібно не більше 10-15 хвилин.Інше призначення ДБЖ — стабілізація напруги, якщо в будинку або офісі трапляються стрибки від 180 В до 250 В. Цього бояться компресори холодильного обладнання, електродвигуни, насосні станції та інші прилади.
До речі, надмірно низька напруга так само шкідлива для електрообладнання, як і дуже висока: зазвичай за 160 В швидко висихають конденсатори в блоці живлення, а згодом і на материнській платі, що призводить до виходу пристрою з ладу.ДБЖ бувають трьох типів: офлайнові, лінійно-інтерактивні та онлайнові.
Офлайнове ДБЖ — по суті батарея з інвертором, зарядним пристроєм та блоком керування. Працює за таким принципом: зникла напруга в мережі — миттєво увімкнулося живлення від батареї. З'явилася напруга в розетці — ДБЖ переходить на живлення від мережі, а батарея заряджається у фоновому режимі (до речі, в ДБЖ відбувається заряджання батареї, навіть якщо сам пристрій вимкнений. Головне, щоб вилка була встромлена в розетку і подавався електричний струм).
Лінійно-інтерактивне ДБЖ — це фактично офлайнове ДБЖ, але із встановленим усередині стабілізатором напруги, який вирівнює перепади сигналу. Такий ДБЖ може стабілізувати напругу з відхиленням до 10% від норми. Якщо напруга зникає, падає нижче за норму або навпаки є значний стрибок вгору — протягом 4-10 мс відбувається перемикання на резервне живлення, тобто батарею. Якщо час такого перемикання не більше 10 мс — то системний блок комп'ютера не помітить перебоїв і продовжить нормально працювати. Якщо час перемикання понад 10 мс — можуть виникнути проблеми з безперебійною роботою комп'ютерного обладнання.
Онлайнові ДБЖ добре підходять для чутливої техніки, яка потребує великої напруги та чітко визначених параметрів електроенергії, що подається. Але для домашнього застосування вони неприйнятні, оскільки займають багато місця, гучно працюють через потужний вентилятор, а головне — дуже дорого коштують. Приміром, ДБЖ Delta серії Amplon R не мають вбудованих АКБ і можуть працювати не тільки зі стандартними заводськими батарейними блоками, але й із зовнішніми АКБ значно більшої ємності. Їх часто застосовують на віддалених об'єктах, куди доступ ускладнено, а також для інших специфічних завдань. Такі ДБЖ випускаються у трьох варіантах потужності: 1/2/3 кВА. Один пристрій без батареї коштуватиме 38-50 тис. грн. Вартість комплекту під'єднуваних зовнішних акумуляторних батарей залежить від потрібного часу автономної роботи. У разі, коли за відносно невеликого навантаження потрібен дуже тривалий час резервування, Delta Amplon R буде оптимальним рішенням. Але не для квартири, звісно.
У разі необхідності ДБЖ можна використовувати як «великий повербанк» до повного розряду з наступним автоматичним відключенням: наприклад, живити Wi-Fi-маршрутизатор, заряджати мобільні гаджети й навіть забезпечити роботу класичного настільного ПК.
Компанія «Мегатрейд» є офіційним дистриб'ютором в Україні виробника ДБЖ Delta та пропонує партнерам джерела безперебійного живлення для офісу, промислові джерела живлення, рішення для центрів обробки даних, а також ремонт і сервісне обслуговування ДБЖ у сервісному центрі «Мегатрейд» (в т.ч. заміну батарей). Додаткову інформацію щодо партнерства та придбання можна запитати за адресою: sales@megatrade.ua
Як під’єднати ДБЖ до генератора?
Оптимальна схема організації резервного електрозабезпечення за допомогою ДБЖ більше підходить не для квартири, а для офісу чи приватного будинку. У такому разі до ДБЖ приєднують пристрої, що мають отримувати постійне живлення (наприклад, комп’ютери, сервери), а джерело безперебійного живлення під’єднують до генератора. Тоді у разі зникнення електроенергії комп’ютерне обладнання почне отримувати живлення від ДБЖ, обмеженого часу роботи якого буде достатньо для запуску генератора. Але тут можна зіштовхнутися з такою проблемою: ваш ДБЖ не буде пропускати струм від генератора і заряджатися від нього — фактично він його взагалі не бачитиме. Річ у тім, що більшість ДБЖ є «фазозалежними», тобто мають отримувати на вході нуль та фазу. Водночас генератори працюють за схемою з «ізольованою нейтраллю», а значить на виході звичайного однофазного генератора обидва сигнали є фазою, тільки з різницею потенціалів 230 В. Для більшості техніки такий змінний струм цілком підходить — вона буде нормально працювати. Але ДБЖ зазвичай не сприймають такий тип електроживлення взагалі.Що робити в такому випадку? Необхідно заземлити один з виходів генератора: для цього вбийте в землю металевий штир довжиною від 2 метрів або використайте готову систему заземлення вашого будинку, якщо така вже є. Далі до заземленого дроту треба спочатку під'єднати спеціально передбачену клему заземлення генератора, а потім з’єднати з заземленням один з контактів розетки вашого генератора — байдуже який саме. Таким чином ви урівняєте потенціал цього провідника з потенціалом землі й отримаєте на одному з виходів якісний «нуль». З подібним приєднанням електроніка ДБЖ працює цілком нормально. До речі, аналогічний спосіб варто використовувати й для під’єднання газового котла.
Якість заземлення можна виміряти за допомогою звичайної лампи розжарювання — її треба під’єднати одним контактом до заземленого дроту, а другим — до контакту, який служить «фазою». У разі якісного заземлення лампа яскраво горітиме.
Як порахувати, скільки працюватиме певне навантаження (наприклад, лампа 60 Вт) від ДБЖ?
У пристроях брендових виробників зазвичай є перелік технічних даних виробу, що описують струморозрядні характеристики. За цією таблицею можна оцінити, скільки хвилин працюватиме під’єднане навантаження певної потужності. Але будь-який виробник зауважує в примітках, що показники потужності можуть відрізнятися на 15%, навіть якщо це новий пристрій. Адже поки ДБЖ дійде до покупця, воно вже проходить кілька циклів зарядки-розрядки, перший з яких виконується ще на заводі.Які батареї сьогодні використовуються в ДБЖ?
В основному застосовуються свинцево-кислотні акумулятори із загущеним електролітом (технологія AGM*). Також виробники починають впроваджувати літій-іонні батареї, але все ще в незначних обсягах з огляду на їх надвисоку вартість. Намагаючись зробити ціну доступнішою, деякі виробники повторно використовують літій-іонні батареї, які перед цим відпрацювали в електромобілях.*Технологія AGM (Absorbent Glass Mat) — спосіб виготовлення свинцево-кислотних акумуляторів, що містять не рідкий, а абсорбований електроліт. Це дає низку позитивних змін у струмозарядних/розрядних характеристиках акумулятора.
Портативні зарядні станції: у чому їх відмінність від ДБЖ?
Портативна зарядна станція (ПЗС) — це фактично надвеликий повербанк, призначений для накопичення, зберігання й віддавання електроенергії. ПЗС швидко заряджається після чого поступово віддає свою енергію під’єднаним пристроям — комп'ютерам, телевізорам, холодильникам, вентиляторам тощо.Саме цим зарядна станція відрізняється від ДБЖ, яке працює як стабілізатор і підтримує роботу обладнання протягом короткого часу, потрібного для перемикання на інше джерело живлення або правильного завершення всіх програм.
У ПЗС використовуються літій-іонні або перспективні залізно-фосфатні батареї, які заряджаються лише за 1,5 години та витримують кілька тисяч циклів перезаряджання. Нагадаємо, що для зарядження батареї ДБЖ потрібно від 4 до 8 годин.
Зарядні станції генерують сигнал із правильною «чистою» синусоїдою, тому за їх допомогою можна заживити будь-яке чутливе обладнання, наприклад, систему керування котлами абощо.
Портативні зарядні станції доволі безпечні в побуті, оскільки кожна розетка обмежена за максимальною споживаною потужністю. Якщо під'єднати потужніший пристрій — спрацює захист.
Компанія «Мегатрейд» постачає партнерам в Україні портативні зарядні станції Choetech та забезпечує їхній ремонт та сервісне обслуговування у сервісному центрі «Мегатрейд»
Чому ДБЖ та зарядні станції коштують дорого?
Близько 60-70% ціни ДБЖ чи зарядної станції — це вартість батареї. Для її виробництва використовуються рідкісні метали, що дорого коштують, і це безпосередньо впливає на вартість пристрою в цілому. Зазвичай термін служби батареї становить два роки, але у нинішньому режимі планових щоденних вимкнень електроенергії, коли цикл заряд-розряд може тривати кожні кілька годин, акумулятор виробляє свій ресурс дуже швидко, фактично за рік.Та навіть якщо відключень немає або вони трапляються вкрай рідко, раз чи два рази на рік, батарея пристрою все одно потроху деградує. Залежно від якості батареї ДБЖ, виробники визначають максимальний термін її служби в режимі очікування за температури 20-25 ℃ від 5 до 12 років. Втім у реальному житті батареї так довго не витримують. Щоб батарея нормально служила, її потрібно періодично розряджати до нижнього допустимого рівня і потім повністю заряджати — виконувати так зване «тренування». Причому це актуально навіть для абсолютно нових ДБЖ у заводському пакуванні (на цьому окремо наголошують виробники ДБЖ у керівництві з експлуатації). Крім того, напіврозряджена батарея не може довго зберігатися в такому стані*, а також боїться низьких та високих температур, особливо якщо батарея збудована за технологією AGM та містить загущений електроліт.
*В напіврозрядженій батареї відбуваються хімічні реакції, що руйнують її.
Коли настав час заміни: як правильно вибрати батарею для ДБЖ та ПЗС?
Заміну батарей для джерела безперебійного живлення або портативної зарядної станції варто виконувати у сертифікованому сервісному центрі, наприклад, у сервісцентрі «Мегатрейд». Якщо ж вам пропонують різні батареї на вибір — ось декілька порад.По-перше, варто звертати увагу на товари відомих брендів — це запорука якості. Водночас на ринку може бути якісна продукція невідомих широкому загалу виробників, що є OEM-постачальниками товарів для іменитих брендів. Це можна перевірити в інтернеті.
По-друге, ціна не може бути надто низькою. Занижена вартість має викликати підозру.
По-третє, потрібно перевіряти технічні характеристики та, що досить важливо, вагу. Хороша свинцево-кислотна батарея не може бути дуже легкою. Припустимо, за стандартом свинцево-кислотна батарея має важити 2,5 кг і видавати 9 А·год. Але недобросовісні виробники іноді роблять не 6 відділень у батареї, а лише 5 і, щоб приховати невідповідність за вагою, у 6-те відділення засипають баласт, наприклад, гайки, болти, пісок тощо. Такі випадки цілком реальні!
Втім, навіть якщо виробники не вдаються до подібного шахрайства, якість і довговічність батарей різних торгових марок може дуже відрізнятися. Кожен виробник додає якісь присадки в електроліт, щоб поліпшити характеристики акумулятора і склад цієї «хімії» є комерційною таємницею. Тому вартість батареї з однаковими технічними параметрами може відрізнятися практично вдвічі.
Крім того, в дешевих батареях використовують неякісний пластик корпусу. Чим це загрожує? Нещасним випадком. Адже під час заряджання підвищується температура батареї і якщо пластик розтріскався — може статися вибух та пожежа.
Які пристрої можна і які не варто під’єднувати до акумуляторного джерела електроенергії?
Системи керування котлом опалення, освітлення, комп'ютери, монітори, телевізори та ТВ-тюнери, музичні центри, радіоприймачі, зарядні пристрої для планшетів та телефонів, Wi-Fi-маршрутизатори, інше обладнання аналогічного класу — все це можна під’єднувати до ДБЖ або зарядної станції.А що не можна заживлювати? Власне, суворих обмежень немає, проте теплові конвектори, електрообігрівачі, холодильники, пилотяги недоцільно приєднувати до джерела електроенергії на акумуляторах, оскільки це дуже дороге задоволення. Крім того, необхідно враховувати, що електродвигун в момент запуску споживає в 7-14 разів більше струму, ніж за номінальної роботи. Таким чином, компресор холодильника під час старту протягом кількох мілісекунд може брати струм потужністю понад 1 кВт. І якщо ваш ДБЖ або зарядна станція видають лише 800 Вт, то компресор швидше за все просто не запуститься. Пилотяг середньою потужністю 1 кВт на старті може споживати навіть до 4-7 кВт потужності. Втім, багато пристроїв зараз оснащують системою плавного запуску, завдяки чому під час старту стрибок струму є дуже невеликим порівняно з номінальним споживанням.
Порівняльна таблиця різних типів джерел автономного живлення
ДЖЕРЕЛО ЕЛЕКТРОЖИВЛЕННЯ |
|||
Акумулятор + інвертор | Джерело безперебійного живлення (офлайн або лінійно-інтерактивні) | Портативна зарядна станція | |
Застосування | Живлення будь-якої домашньої техніки, що сприймає апроксимовану синусоїду* |
Живлення електроніки та комп’ютерної техніки протягом короткого періоду |
Живлення будь-якої домашньої техніки |
Особливості |
|
|
|
Ємність, Вт·год |
400 - 600 |
50 - 120 |
150 - 1000 |
Пікова потужність, Вт |
1200 - 1500 залежно від акумулятора |
300 - 1200 залежно від моделі |
120 - 1500 залежно від моделі |
Тип синусоїди |
апроксимована синусоїда |
апроксимована синусоїда |
апроксимована / чиста синусоїда** (залежно від моделі) |
Захист від короткого замикання |
Зазвичай немає |
+ | + |
Захист від глибокого розряду, перевантаження |
Зазвичай немає | + | + |
Система «Байпас»*** |
Можна під’єднати окремо |
Вбудована |
Вбудована |
Швидке перезаряджання батареї |
Потрібен зарядний пристрій |
Вбудований |
Вбудований |
Тип батареї |
Свинцево-кислотні |
Свинцево-кислотні |
Літій-іонні |
Термін служби батареї | 2-5 років | 2-5 років | 5-12 років |
Приблизна вартість, грн | 3000 - 4000 | 3000 - 11 000 | 8000 - 30 000 |
*Апроксимована (модифікована) синусоїда (хвиля) — сигнал східчастої форми, що може бути непридатним для живлення чутливої техніки (медичні прилади, газовий котел, електробойлер, холодильник).
**Чиста синусоїда — правильна форма напруги стабілізована до 230 В, що підходить для роботи чутливої техніки.
***Байпас (bypass) — обхідний маршрут для забезпечення живлення обладнання.
⚠ Під час вибору рішення для автономного живлення перевіряйте, чи є в нього європейська сертифікація (позначку «CE*» зазвичай розміщують на коробці/пристрої — див. фото нижче) і чи наявна на сайтах виробників детальна технічна документація для розрахунків та визначення потрібної моделі. За докладнішими консультаціями радимо звертатися до фахівців. Зокрема партнерів Мегатрейд консультують інженери відділу систем живлення.
* Позначка СЕ свідчить про відповідність товару вимогам директив Європейського Союзу.
Отримайте консультацію щодо партнерства та придбання джерел безперервного живлення (ДБЖ) та портативних зарядних станцій (ПЗС): sales@megatrade.ua
ДОТИЧНІ ПИТАННЯ
Скільки працюватиме портативна зарядна станція (ПЗС) без заряджання?
Оскільки зарядні станції призначені для використання у побуті, виробники зазвичай турбуються про те, щоб зорієнтувати покупців щодо тривалості роботи від ПЗС того чи іншого електропристрою (див. приклад на фото нижче).Приклад тривалості роботи пристроїв, під'єднаних ПЗС Choetech BS005 ємністю 1200 Вт·год
Але якщо ви знаєте ємність ПЗС у Ват·годинах (Вт·год), то визначити приблизний час її роботи досить просто, адже 1 Вт·год зазвичай дорівнює одному часу роботи приладу потужністю 1 Вт. Інша справа, що різні під’єднані прилади мають різну споживчу потужність і можуть живитися від ПЗС одночасно. У такому випадку точно вирахувати тривалість роботи зарядної станції складно.
Що таке ПЗС із функцією ДБЖ?
Деякі портативні зарядні станції потужністю понад 1000 Вт·год мають функцію, що зазвичай є тільки у джерел безперебійного живлення: у разі припинення живлення від електромережі вони перемикаються на живлення від своїх батарей настільки швидко (за 10-20 мс), що цього «не помічає» навіть найчутливіше обладнання: медичні прилади, газові котли, системи розумного будинку та контролю доступу, охоронна сигналізація тощо. Коли живлення з основного джерела поновлюється, ПЗС із функцією ДБЖ настільки ж швидко й непомітно повертається до роботи від мережі.Подібні пристрої можуть називатись «портативні станції з функцією ДБЖ» або ж «зарядні станції із функцією UPS» (це абревіатура від англ. «Uninterruptible power supply»). До прикладу, вони є в асортименті Choetech (модель BS005 або вище) та Anker ( модель 757 або вище).
Скільки разів можна зарядити смартфон з батареєю 5000 мА·год від повербанку 10 тисяч мА·год?
Перед тим, як дати відповідь, висвітлимо важливий нюанс. На побутовому рівні ніхто не звертає увагу, що на повербанку зазвичай зазначено, що ємність 10000 мА·год забезпечується за напруги батареї 3,7 В. Це пов'язано з тим, що більшість повербанків працюють від літій-іонних (або літій-полімерних) батарей, які забезпечують на виході 3,7 В, у той час як на смартфон зазвичай подається напруга 5 В. Тобто повербанк виконує перетворення з 3,7 В до 5 В, що веде до втрати енергії. У результаті повербанк видає на 30-40% менше енергії, ніж зазначено у характеристиках.Щоб усвідомити цей факт, погляньмо на показники ємності двох повербанків за різної напруги (див. фото нижче):
1. Ємність 10 000 мА·год за напруги 3,7В
2. Ємність 5800 мА·год за напруги 5В
1. Ємність 24 000 мА·год за напруги 3,7 В
2. Ємність 16 906 мА·год за напруги 5 В
Якщо ми хочемо зарядити смартфон з батареєю 5000 мА·год від повербанку 10 тисяч мА·год, що має коефіцієнт перетворення (PF) 0,8, то повноцінно ми зможемо зробити це лише раз. Розрахувати це можна двома способами:
1) якщо знаємо ємність повербанку та телефону в міліампер-годинах (мА·год)
2) якщо знаємо ємність повербанку та телефону у Ват·годинах (Вт·год)
Спосіб №1. Розраховуємо в міліампер-годинах (мА·год)
1. Спочатку визначимо фактичну ємність повербанку, що заряджає смартфон за напруги 5 В. Для цього ємність повербанку (10000 мА·год) х напругу на виході з повербанку (3,7 В) / напругу на вході до смартфону (5 В) х коефіцієнт перетворення (0,8)
10 000 мА·год х 3,7 В / 5 В х 0,8 (PF*)= 5920 мА·год
2. Тепер дізнаємось кількість можливих циклів заряждання смартфону від повербанку. Для цього фактичну ємність повербанку (5920 мА·год) / ємність батареї смартфону** (5000 мА·год)
5920 мА·год / 5000 мА·год = 1,18 разів
Спосіб №2. Розраховуємо у Ват·годинах (Вт·год)
1. Буває, що на повербанку написана його ємність у Ват·годинах (Вт·год). Але для смартфонів це не характерно. Тому спочатку переведемо ємність з мА·год у Вт·год за напруги 5 В. Для цього фактичну ємність повербанку (чи батареї смартфону) у мА·год х напругу у вольтах (вихідну для повербанку і вхідну для смартфону) / 1000. У числах це виглядатеме так:
5920 мА·год х 5 В / 1000 = 29,6 Вт·год фактична ємність повербанку
5000 мА·год х 5 В / 1000 = 25 Вт·год ємність батареї смартфону**
2. Визначимо кількість можливих циклів заряждання смартфону від повербанку. Для цього фактичну ємність повербанку / ємність батареї смартфону**
29,6 Вт·год / 25 Вт·год = 1,18 разів
* Коефіцієнт перетворення (PF) може відрізнятися у різних приладів. Дізнатися його можна з опису технічних характеристик конкретного приладу.
** Ємність батареї сматфону. Зауважимо, що оскільки виробники не зазначають напругу за якої визначено ємність батареї смартфону, а також через можливий вплив інших факторів, подібні розрахунки варто сприймати як орієнтовні.
Як перевести параметр номінальної потужності, виражений у вольт-амперах (В·А) у вати (Вт)?
Вольт-ампер (В·А) — це характеристика повної потужності електроприладу, фактично споживана ним потужність. У Ватах (Вт, W) зазначається корисна потужність, тобто обсяг енергії, яку ДБЖ або зарядна станція може надати для під’єднаного навантаження: ПК, серверів, маршрутизаторів тощо.Щоб перевести потужність з вольт-ампер (В·А) у вати споживчої потужності (Вт) потрібно В·А помножити на коефіцієнт перетворення (power factor, PF). Коефіцієнт перетворення електричної потужності з В·А у Вт можна подивитися у керівництві з експлуатації приладу або у технічних характеристиках на сайті виробника.
Деякі виробники заявляють, що в їхніх нових моделях ДБЖ споживана потужність дорівнює корисній, тобто 1 ВА дорівнює 1 Вт. Однак це лише рекламний хід, оскільки в реальному житті завжди є втрати енергії під час перетворення постійного струму на змінний. Максимальний ККД може сягати 96,5%, але ніколи не дорівнюватиме 100%. Багато що залежить також від якості самого перетворювача та інших параметрів. Тому в бюджетних моделях коефіцієнт перетворення становить лише 0,6 - 0,7, що і зазначено у специфікаціях до ДБЖ чи ПЗС.
До речі, виробник наводить у характеристиках максимальну потужність, що віддається. Але це не означає, що всю її можна споживати. Є неписане правило, що 25% потужності необхідно залишати в резерві. Тобто, якщо ваш ДБЖ видає максимум 1000 Вт, то рекомендується під’єднувати вихідне навантаження потужністю не більше 750 Вт, адже іноді трапляються короткочасні сплески споживаної потужності. Як правило, в інструкції зазначають максимальний час впродовж якого ДБЖ здатне витримувати значні перевантаження — зазвичай це 150% від номіналу протягом 30-40 секунд. Але в гарних ДБЖ є захист від перевантаження і тоді вмикається байпас — живлення йде в обхід батареї.
Компанія «Мегатрейд» є офіційним дистриб'ютором в Україні ДБЖ Delta та портативних зарядних станцій Choetech, які реалізує через партнерську мережу. Додаткову інформацію щодо партнерства та придбання можна отримати за адресою: sales@megatrade.ua
Сервісне обслуговування та заміну батарей для джерел безперебійного живлення та портативних зарядних станцій можна замовити у сервісному центрі «Мегатрейд»