Відключення електроенергії не обов’язково означає, що будинок залишиться без освітлення, зв’язку, опалення та можливості користуватися найважливішими електроприладами.
Правильно спроєктована система резервного живлення може використовувати відразу кілька джерел енергії:
- електромережу, коли вона доступна;
- сонячні панелі;
- акумуляторну батарею;
- бензиновий або дизельний генератор.
Основою такої системи є гібридний інвертор. Він керує надходженням електроенергії, заряджає акумулятор і забезпечує будинок звичайною напругою 230 В.
Mojapower підбирає системи відповідно до реальних потреб клієнта. Це може бути невелике рішення для освітлення, інтернету й заряджання телефонів або потужна система, здатна підтримувати роботу холодильника, насосів, опалення, комп’ютерів, майстерні чи невеликого підприємства.
Як працює гібридна система
Гібридна система об’єднує різні джерела електроенергії в одне ціле.
Коли електромережа працює, система може живити підключене обладнання та одночасно заряджати акумулятор. Після відключення мережі інвертор переходить на живлення від акумулятора.
Якщо встановлені сонячні панелі, вони можуть:
- живити обладнання протягом дня;
- заряджати акумулятор;
- зменшувати споживання електроенергії з мережі;
- скорочувати час роботи генератора.
Коли сонячної енергії недостатньо, акумулятор можна зарядити від електромережі або генератора.
Таким чином, клієнт не залежить лише від одного джерела енергії.
Основні компоненти системи
Гібридний інвертор
Гібридний інвертор є центральним пристроєм системи. Він перетворює постійну напругу акумулятора на звичайну змінну напругу 230 В.
Залежно від моделі гібридний інвертор може виконувати кілька функцій одночасно:
- перетворювати енергію акумулятора на 230 В;
- заряджати акумулятор від електромережі;
- заряджати акумулятор від генератора;
- приймати енергію від сонячних панелей через вбудований MPPT-контролер;
- автоматично перемикатися між різними джерелами живлення;
- захищати систему від перевантаження, перегрівання та короткого замикання;
- показувати стан системи на дисплеї;
- підтримувати дистанційний контроль через Wi-Fi у сумісних моделях.
Інвертор потрібно вибирати не лише за номінальною потужністю. Необхідно враховувати пускові струми холодильників, насосів, компресорів та електродвигунів.
Акумулятор LiFePO₄ — запас електроенергії
Акумулятор накопичує електроенергію, щоб нею можна було користуватися під час відключення.
Для сучасних систем резервного живлення ми переважно використовуємо акумулятори LiFePO₄ — літій-залізо-фосфатні батареї.
Їхні основні переваги:
- тривалий строк служби;
- велика кількість циклів заряджання;
- можливість використовувати значну частину ємності;
- невелика маса порівняно зі свинцевими акумуляторами;
- стабільна напруга під навантаженням;
- вбудована система керування та захисту BMS;
- добра придатність для щоденного використання.
Ємність акумулятора виражається не лише в ампер-годинах, а й у кіловат-годинах.
Приклади номінальної ємності:
- 12,8 В × 100 А·год ≈ 1,28 кВт·год;
- 12,8 В × 200 А·год ≈ 2,56 кВт·год;
- 25,6 В × 200 А·год ≈ 5,12 кВт·год;
- 25,6 В × 314 А·год ≈ 8 кВт·год;
- 51,2 В × 100 А·год ≈ 5,12 кВт·год;
- 51,2 В × 314 А·год ≈ 16 кВт·год.
Фактичний час роботи залежить від потужності навантаження, налаштувань системи, температури, стану акумулятора та втрат під час перетворення напруги.
Сонячні панелі — власне виробництво електроенергії
Сонячні панелі не є обов’язковими для роботи акумуляторної системи, але вони значно покращують її автономність.
Удень панелі можуть одночасно живити обладнання та заряджати акумулятор. Якщо вироблення перевищує поточне споживання, надлишок енергії спрямовується на заряджання батареї.
Улітку та в сонячну пору року правильно підібрана система може забезпечувати значну частину потреб будинку без мережі й без генератора.
Узимку вироблення сонячної енергії менше, тому система часто працює спільно з електромережею або генератором. Навіть узимку панелі можуть зменшити витрати пального та допомогти підтримувати заряд акумулятора.
Під час проєктування потрібно врахувати:
- потужність і кількість панелей;
- максимальну напругу сонячного масиву;
- робочий діапазон MPPT-контролера;
- максимальний струм сонячного входу;
- орієнтацію та кут установлення панелей;
- затінення;
- міцність кріплень;
- захисні автомати, запобіжники та заземлення.
Сонячні панелі не можна підключати до інвертора довільно. Напруга й конфігурація масиву повинні відповідати технічним характеристикам конкретної моделі.
Генератор як резервне джерело
Генератор добре доповнює акумуляторну систему, особливо взимку та під час тривалих відключень.
Без акумулятора генератор повинен працювати весь час, поки потрібна електроенергія. Це створює шум, витрачає пальне й спричиняє зайве зношування двигуна навіть за невеликого навантаження.
У гібридній системі генератор можна використовувати переважно для заряджання акумулятора. Після заряджання генератор вимикається, а будинок продовжує отримувати електроенергію від батареї — тихо та без постійного споживання пального.
Наприклад, замість багатьох годин роботи з невеликим навантаженням генератор може працювати коротший час із більш ефективним навантаженням і заряджати великий акумулятор.
Потужність генератора та зарядний струм інвертора повинні бути узгоджені. Необхідно також перевірити:
- стабільність вихідної напруги;
- частоту 50 Гц;
- форму вихідної напруги;
- допустиме навантаження генератора;
- заземлення;
- захисні автомати;
- сумісність генератора з AC-входом інвертора.
Струм заряджання можна налаштувати відповідно до потужності генератора. Це запобігає його перевантаженню.
Генератор потрібно встановлювати тільки зовні або в належним чином обладнаному технічному приміщенні. Його не можна використовувати в житловому приміщенні, гаражі або іншому закритому просторі через небезпеку чадного газу.
Три основні класи систем
1. Компактна система 12 В
Невелика система підходить для:
- LED-освітлення;
- заряджання телефонів;
- роутера та інтернету;
- ноутбука;
- телевізора;
- невеликого холодильника;
- циркуляційного насоса;
- газового котла з невеликим споживанням.
Прикладом обладнання цього класу є гібридний інвертор DATOUBOSS 12 В / 1800 Вт.
Залежно від потреб систему можна поєднати з акумулятором:
- 12,8 В / 100 А·год — приблизно 1,28 кВт·год;
- 12,8 В / 200 А·год — приблизно 2,56 кВт·год;
- 12,8 В / 300 А·год — приблизно 3,84 кВт·год.
Це економічне рішення для квартири, невеликого будинку, дачі, офісу або окремої кімнати. Однак 12-вольтові системи не призначені для великих постійних навантажень: зі збільшенням потужності значно зростає струм на стороні акумулятора.
2. Система 24 В для будинку
Система 24 В підходить, коли потрібно живити одночасно більше обладнання:
- освітлення;
- холодильник і морозильну камеру;
- газовий котел;
- циркуляційні та водяні насоси;
- телевізор;
- комп’ютери;
- роутер;
- зарядні пристрої;
- кухонні або побутові прилади з помірною потужністю.
Прикладом є гібридний інвертор DATOUBOSS 24 В / 3300 Вт.
Ця модель має:
- номінальну вихідну потужність 3300 Вт;
- чисту синусоїду 220/230/240 В;
- акумуляторну систему 24 В;
- максимальну потужність сонячних панелей до 5000 Вт;
- MPPT-діапазон 40–450 В;
- максимальну напругу сонячного входу 500 В;
- максимальний сонячний струм 18 А;
- заряджання від електромережі до 80 А;
- сумарний зарядний струм до 120 А;
- можливість додаткового Wi-Fi-контролю.
До такого інвертора можна підключити, наприклад:
- два сумісні акумулятори 12,8 В послідовно;
- готовий акумулятор 25,6 В;
- акумулятор ємністю близько 5–8 кВт·год;
- сонячні панелі;
- електромережу;
- відповідний генератор.
Прикладом великого акумулятора для цього класу є DATOUBOSS 25,6 В / 314 А·год, номінальна ємність якого становить приблизно 8 кВт·год.
Це вже серйозна система резервного живлення для житлового будинку, майстерні або малого підприємства.
3. Потужна система 48 В
Коли потрібно забезпечити більшу потужність або тривалий час автономної роботи, доцільно використовувати систему 48 В.
Вона може підтримувати:
- більшу частину основних споживачів будинку;
- декілька холодильників і морозильних камер;
- насоси;
- систему опалення;
- комп’ютерне обладнання;
- освітлення великого об’єкта;
- майстерню;
- магазин;
- офіс;
- невелике виробниче приміщення.
Прикладом є гібридний інвертор DATOUBOSS 48 В / 6200 Вт.
Заявлені виробником характеристики цієї моделі включають:
- номінальну потужність 6200 Вт;
- вихідну напругу 230 В;
- акумуляторну систему 48 В;
- MPPT-контролер до 120 А;
- можливість підключення сонячного масиву до 8500 Вт;
- максимальний струм сонячного входу 27 А;
- підтримку BMS;
- можливість роботи без акумулятора в передбачених виробником режимах;
- сумісність із додатковим Wi-Fi-модулем.
Для системи цього класу можна використовувати акумулятори приблизно від 5 до 16 кВт·год або більше. Остаточна конфігурація залежить від необхідного часу автономної роботи та максимальної потужності навантаження.
Приклади часу автономної роботи
Нижче наведені лише приблизні приклади. Реальний результат залежить від обладнання та умов експлуатації.
Акумулятор 2,56 кВт·год
Після врахування допустимого розряду та втрат інвертора для споживачів може залишатися приблизно 2,0–2,2 кВт·год.
Орієнтовно це може означати:
- навантаження 100 Вт — близько 20 годин;
- навантаження 300 Вт — близько 6–7 годин;
- навантаження 500 Вт — близько 4 годин;
- навантаження 1000 Вт — близько 2 годин.
Акумулятор 5,12 кВт·год
Приблизна доступна енергія може становити близько 4,0–4,5 кВт·год:
- навантаження 200 Вт — близько 20 годин;
- навантаження 500 Вт — близько 8 годин;
- навантаження 1000 Вт — близько 4 годин;
- навантаження 2000 Вт — близько 2 годин.
Акумулятор 8 кВт·год
Приблизна доступна енергія може становити близько 6,5–7 кВт·год:
- навантаження 300 Вт — понад 20 годин;
- навантаження 700 Вт — близько 9–10 годин;
- навантаження 1500 Вт — близько 4 годин;
- навантаження 3000 Вт — близько 2 годин.
Великі електронагрівачі, електроплити, бойлери та інші потужні нагрівальні прилади дуже швидко розряджають акумулятор. Тому під час відключень доцільно насамперед забезпечувати живлення критично важливого обладнання.
Що варто підключати до резервного живлення
У більшості будинків немає необхідності забезпечувати резервним живленням абсолютно всі розетки.
До окремої резервної лінії зазвичай підключають:
- основне освітлення;
- холодильник;
- морозильну камеру;
- газовий або дизельний котел;
- циркуляційний насос;
- водяний насос;
- роутер та обладнання зв’язку;
- комп’ютер;
- зарядні пристрої;
- систему сигналізації;
- медичне обладнання;
- інші критично важливі пристрої.
Такий підхід зменшує потрібну потужність інвертора та ємність акумулятора. Водночас він збільшує тривалість автономної роботи.
Чому система повинна проєктуватися індивідуально
Два однакові за площею будинки можуть мати зовсім різні потреби в електроенергії.
Для правильного вибору системи необхідно знати:
- Які прилади повинні працювати під час відключення?
- Яка їхня номінальна потужність?
- Чи є серед них холодильники, насоси, компресори або електродвигуни?
- Скільки годин має працювати система?
- Як довго зазвичай доступна електромережа для заряджання?
- Чи є генератор?
- Яка потужність генератора?
- Чи можна встановити сонячні панелі?
- Чи потрібно живити одну групу приладів або весь будинок?
- Чи планується розширення системи в майбутньому?
Після цього можна підібрати:
- потужність інвертора;
- напругу системи — 12, 24 або 48 В;
- ємність акумулятора;
- кількість сонячних панелей;
- потужність генератора;
- переріз кабелів;
- запобіжники й автомати;
- систему перемикання та заземлення.
Безпека системи
Акумуляторна система може працювати з дуже великими струмами. Навіть система 12 В здатна створити небезпечний струм короткого замикання.
Тому необхідні:
- правильно підібрані DC-кабелі;
- якісні наконечники та з’єднання;
- запобіжник біля акумулятора;
- головний вимикач;
- автоматичні вимикачі;
- захист сонячного входу;
- заземлення;
- захист від випадкового дотику;
- вентиляція відповідно до вимог обладнання;
- надійне кріплення акумуляторів та інвертора.
Роботи з постійною електропроводкою 230 В повинні виконуватися кваліфікованим електриком відповідно до місцевих вимог.
Від невеликої системи до повної енергетичної незалежності
Систему можна будувати поетапно.
На першому етапі можна встановити інвертор і акумулятор, які заряджаються від мережі. Пізніше до системи можна додати сонячні панелі, більший акумулятор або генератор.
Правильно підібране обладнання дозволяє розширювати систему відповідно до потреб і бюджету.
Mojapower пропонує:
- підбір обладнання;
- гібридні інвертори;
- акумулятори LiFePO₄;
- сонячні панелі;
- зарядні пристрої;
- кабелі, запобіжники та з’єднання;
- готові комплекти;
- проєктування системи;
- установлення та налаштування;
- навчання користувача;
- технічну підтримку.
Потрібна відповідна система?
Надішліть нам таку інформацію:
- перелік обладнання, яке потрібно живити;
- потужність кожного приладу або фотографії його технічної таблички;
- бажаний час автономної роботи;
- інформацію про наявний генератор;
- інформацію про можливість установлення сонячних панелей;
- місце розташування об’єкта;
- орієнтовний бюджет.
На основі цих даних ми запропонуємо відповідну систему — від компактного резервного живлення до повної гібридної електростанції для будинку або підприємства.
Mojapower Oy
Фінська компанія — практичні рішення для резервного та автономного електроживлення.
Обслуговування та монтаж: Київ і Київська область
WhatsApp: +358 50 358 3485
Електронна пошта: