Пристрій купують за потужністю, а розчаровуються через ємність. Це дві різні характеристики, які відповідають за різні речі: перша визначає, що вдасться увімкнути, друга — на скільки годин цього вистачить. Батарея у зв’язці завжди коштує більше за сам перетворювач і служить менше, тому саме на ній ламаються розрахунки. Розберемо, як підібрати її так, щоб система працювала роками, а не сезон.
Чому автомобільна батарея тут не працює
Найпоширеніша помилка початку — поставити стартерний акумулятор, який залишився в гаражі. Логіка зрозуміла: та сама напруга, ті самі клеми, ціна вдвічі нижча.
Проблема в конструкції пластин. Стартерна батарея має тонкі пластини для великої площі контакту, бо її задача — віддати сотні ампер за секунди.
Річ, використана не за призначенням, зазвичай працює. Питання лише в тому, як довго.
Інвертор розряджає її повільно й глибоко, годинами. Активна маса осипається з тонких пластин після кількох десятків таких циклів, і ємність падає вдвічі вже за перший сезон.
Що потрібно батареї в такій системі
Вимоги тут інші, і всі вони стосуються циклічної роботи.
- товсті пластини або літієва хімія, розраховані на глибокі цикли;
- допустима глибина розряду від 60 відсотків і вище;
- ресурс щонайменше 500 циклів, а краще більше;
- герметичний корпус без випарів кислоти в житловому приміщенні;
- здатність приймати заряд великим струмом при частих відключеннях;
- стабільна віддача при навантаженні в кілька сотень ватів.
П’ятий пункт став критичним саме останніми роками. Коли світло зникає щодня, батарея має встигати відновлюватися між відключеннями.
Вибір типу під режим використання
Хімія визначає ресурс, ціну й поведінку. Три варіанти реально конкурують між собою.
Гелеві батареї
Базовий вибір для рідких відключень і буферного режиму. Електроліт загущений, корпус герметичний, глибина розряду до 70 відсотків.
Ресурс становить 500–1000 циклів. При двох-трьох розрядах на тиждень цього вистачає на п’ять-шість років.
Мінуси — вага близько 30 кілограмів на 100 ампер-годин і повільний заряд. Струм заряду обмежений десятою частиною ємності, тобто повне відновлення займає близько десяти годин.
AGM
Схожа за призначенням конструкція зі скловолоконними сепараторами. Заряджається помітно швидше й краще віддає піковий струм.
Це важливо, якщо в системі є холодильник, насос чи інша техніка з компресором. У момент пуску такі прилади вимагають кратного стрибка потужності.
Глибина розряду трохи менша — близько 60 відсотків, ресурс 400–800 циклів.
Літій-залізо-фосфатні
Вибір для щоденних циклів. Ресурс у кілька тисяч розрядів, глибина до 90 відсотків, вага втричі менша.
Ключова перевага для нинішніх умов — швидкий заряд. Батарея приймає струм до половини ємності на годину, тобто відновлюється за дві-три години замість десяти.
| Тип | Корисна ємність зі 100 Ач | Ресурс, циклів | Час повного заряду |
|---|---|---|---|
| Гелевий | близько 70 Ач | 500–1000 | 8–12 год |
| AGM | близько 60 Ач | 400–800 | 5–8 год |
| LiFePO4 | близько 90 Ач | 2000–6000 | 2–4 год |
| Стартерний | близько 30 Ач | 200–400 | 6–10 год |
Таблиця пояснює головне: сто ампер-годин на етикетці означають різну кількість реально доступної енергії. Порівнювати ціну за паспортною цифрою — шлях до неправильного висновку.
Розрахунок потрібної ємності
Порядок дій однаковий для будь-якої хімії. Змінюється лише коефіцієнт наприкінці.
- Складіть потужність приладів, які працюватимуть під час відключення.
- Помножте на кількість годин потрібної автономності.
- Додайте 20 відсотків на втрати перетворення в інверторі.
- Розділіть результат на напругу системи — 12, 24 або 48 В.
- Для гелю та AGM помножте на 1,6, для літію — на 1,15.
Приклад: котел і роутер разом дають 130 Вт, потрібно вісім годин. Це 1040 Вт·год, із втратами 1250. Ділимо на 12 В — 104 Ач, множимо на 1,6 — потрібна гелева батарея приблизно на 170 Ач.
Для тієї ж задачі літій-залізо-фосфатна збірка на 120 Ач дасть той самий результат при вдвічі меншій вазі.
Яку напругу обрати
Дванадцять вольт підходять для навантажень до 1000 Вт. Вище струм стає незручним: при 2 кВт він досягає майже 200 ампер.
Такий струм вимагає кабелю перерізом 50 квадратів і дає відчутні втрати на нагрів. Клеми гріються, ККД падає.
Перехід на 24 В удвічі знижує струм, на 48 В — учетверо. Для систем від 2 кВт це фактично обов’язкова умова.
Товщина кабелю в системі резервного живлення розповідає про розрахунок більше, ніж будь-яка наліпка на корпусі.
Врахуйте, що напруга має збігатися з підтримуваною інвертором. Модель на 12 В не працюватиме з батарейною лінійкою на 24 В.
З’єднання кількох батарей
Послідовне з’єднання підвищує напругу: дві батареї по 12 В дають 24 В при незмінній ємності. Паралельне збільшує ємність при тій самій напрузі.
Головне правило — усі батареї в системі мають бути однаковими. Одна модель, одна ємність, один вік, бажано одна партія.
Стара батарея в парі з новою тягне обидві вниз. Слабший елемент розряджається глибше, швидше деградує й псує сусідній.
Кабелі між батареями роблять однакової довжини й перерізу. Різниця в опорі призводить до нерівномірного розподілу струму, і одна батарея працює важче за іншу.
Струм заряду при графіках відключень
Параметр, який часто вирішує все. Якщо пристрій заряджає струмом 4 ампери, батарея на 170 Ач відновлюватиметься понад дві доби.
При відключеннях кожні кілька годин система ніколи не набере повного заряду. Через тиждень автономності не залишиться зовсім.
Орієнтир для гелевих і AGM — десята частина ємності в амперах. Для літієвих можна більше, аж до половини ємності.
Тому при виборі перетворювача струм заряду варто дивитися одразу після потужності. Модель із налаштуванням цього параметра завжди зручніша за фіксовану.
Умови встановлення
Місце має бути сухим, прохолодним і з доступом повітря. Спека скорочує ресурс свинцевих батарей приблизно вдвічі на кожні десять градусів вище двадцяти.
Мороз небезпечний для літієвих: заряджати їх при мінусовій температурі не можна. У неопалюваному гаражі це означає втрату ємності вже за перший сезон.
Батарею не варто ставити впритул до інвертора чи котла. Кілька метрів відстані від джерела тепла продовжують службу помітно більше, ніж будь-які додаткові налаштування.
Обов’язковий елемент — запобіжник на плюсовому проводі поруч із батареєю. При замиканні свинцева збірка видає тисячі ампер, і кабель без захисту спалахує швидше, ніж ви встигнете зреагувати.
