Резервне живлення: як підібрати інвертор і акумулятор

Випишіть усе, що має працювати під час відключення, з реальною споживаною потужністю — з паспорта або з етикетки на корпусі. Для двигунів і компресорів окремо врахуйте пусковий струм: на старті вони беруть у 2–3 рази більше номіналу протягом секунди.

Інвертор має тягнути суму постійних навантажень із запасом і витримувати пуск найбільшого двигуна.

P_інв = ΣP × 1,25, де ΣP — сума потужностей увімкнених одночасно споживачів. Запас 25 % покриває нагрівання, похибку паспортних даних і нові прилади.

P_пік = ΣP + P_{двигуна} × (k − 1), де k — пусковий коефіцієнт найпотужнішого двигуна. Пікова потужність інвертора (вона в паспорті окремо, зазвичай удвічі більша за номінал на кілька секунд) має бути не меншою за P_пік.

Інші вимоги: чиста синусоїда — для котла, холодильника, насосів і будь-якої техніки з двигуном або імпульсним блоком живлення; модифікована підходить лише лампам і зарядкам. Для котла — коректне фазування виходу (фаза і нуль не міняються місцями) і час перемикання до 10–20 мс, якщо інвертор працює в режимі ДБЖ.

Акумулятор рахують від енергії, а не від потужності. Спершу — скільки ват-годин треба віддати, потім — скільки ампер-годин це дає на обраній напрузі.

E = ΣP × t ÷ η ÷ DoD, де t — години автономії, η — ККД інвертора (0,9), DoD — робоча глибина розряду: 0,9 для LiFePO4, 0,5 для гелевих і AGM.

C = E ÷ U, де U — напруга системи: 12, 24 або 48 В. Результат — в ампер-годинах.

Напругу системи обирають за потужністю інвертора: до 1–1,5 кВт — 12 В, 2–3 кВт — 24 В, від 3–5 кВт — 48 В. Що вища напруга, то менший струм у кабелях: 3 кВт на 12 В — це 250 А і кабель від 70 мм², на 48 В — 63 А і 16 мм².

Гель виправданий для рідкісних відключень і невеликих ДБЖ, де батарея роками стоїть зарядженою. Для щоденних циклів — LiFePO4: він віддає вдвічі більше з тієї ж паспортної ємності й служить у 5–8 разів довше.

Акумулятор має встигати зарядитися між відключеннями. Струм заряду гібридного інвертора зазвичай 20–60 А; батарея 48 В 100 А·год зарядиться з нуля струмом 40 А за 2,5–3 години, гелева того ж об’єму — за 8–10 годин малим струмом.

Сонячні панелі зменшують залежність від графіка: 1 кВт панелей дає влітку 4–5 кВт·год на день, взимку — 1–1,5. Для панелей потрібен MPPT-контролер або гібридний інвертор із входом PV; напругу й струм панельного масиву звіряють із діапазоном входу.

Навантаження: роутер 15 Вт + освітлення 60 Вт + ноутбук 65 Вт + котел із насосом 120 Вт + холодильник 150 Вт = 410 Вт.

Інвертор: 410 × 1,25 = 513 Вт. Пік: 410 + 150 × (3 − 1) = 710 Вт. Інвертор на 1 000 Вт із чистою синусоїдою і піком 2 000 Вт закриває обидві умови.

Енергія на 8 годин: 410 × 8 ÷ 0,9 = 3 644 Вт·год (холодильник працює циклами, тож реально менше — рахуємо з запасом).

LiFePO4: 3 644 ÷ 0,9 = 4 050 Вт·год → 12 В: 337 А·год; 24 В: 169 А·год; 48 В: 84 А·год. Практичний вибір — 24 В 200 А·год або 48 В 100 А·год (5,1 кВт·год): обидва лишають запас на довший вечір.

Гель: 3 644 ÷ 0,5 = 7 288 Вт·год → 12 В: 607 А·год, тобто шість батарей по 100 А·год вагою близько 180 кг. Тому для щоденної автономії беруть літій.

• Інвертор під середнє, а не пікове навантаження — холодильник не стартує, інвертор іде в захист.
• Модифікована синусоїда на котлі чи насосі — гудіння, перегрів, відмови електроніки.
• Гелевий акумулятор, розряджений «до нуля» — втрачає ресурс після кількох десятків глибоких циклів.
• Тонкі кабелі на 12 В — нагрівання, падіння напруги, аварійне вимкнення під навантаженням.
• Паралельне підключення до мережі без АВР або перемикача — небезпечно для електриків на лінії й заборонено.