«На скільки годин вистачить?» — головне питання під час вибору резервного живлення. Відповідь залежить не лише від ємності батареї, а й від того, що і як довго працює, від типу акумулятора та від самого інвертора. Порахувати можна заздалегідь, без складних програм.
Базова формула
Час роботи = корисна енергія батареї / потужність, яку інвертор бере з батареї.
- Енергія батареї = номінальна напруга × ємність. Наприклад, 51,2 В × 100 А·год = 5,12 кВт·год.
- Корисна частина — з урахуванням допустимої глибини розряду: для LiFePO₄ 80–90 %, тобто близько 4,6 кВт·год.
- Потужність із батареї = навантаження / ККД інвертора + його власне споживання.
Приклад: середнє навантаження 400 Вт, ККД 92 % (власне споживання на такій потужності вже в ньому враховано). З батареї йде близько 435 Вт, і 4,6 кВт·год вистачить приблизно на 10,5 години.
Рахуйте середнє, а не пікове навантаження
Прилади працюють нерівномірно, тому складають не потужності, а енергію за період. Орієнтири:
- холодильник — 100–200 Вт у роботі, але компресор вмикається циклами, тож у середньому 40–70 Вт (1–1,5 кВт·год на добу);
- роутер з оптичним терміналом — 10–20 Вт постійно;
- автоматика газового котла з насосом — 60–120 Вт;
- світлодіодна лампа — 5–10 Вт;
- ноутбук — 40–60 Вт, телевізор — 60–120 Вт;
- електрочайник 2 кВт за 3 хвилини — лише 0,1 кВт·год, але на піку потрібні потужність інвертора і струм батареї.
Пікові потужності визначають вибір інвертора (як — у статті про розрахунок потужності), а для автономії вирішальна саме енергія.
Свинцеві й літієві: різна корисна ємність
Свинцево-кислотні батареї (AGM, гелеві) заради тривалої служби розряджають лише до 50 %. До того ж їхню ємність вказують для повільного 20-годинного розряду, а при великому струмі доступно помітно менше. Акумулятор 12 В 200 А·год (2,4 кВт·год) на практиці дає близько 1–1,2 кВт·год.
LiFePO₄ 12,8 В 200 А·год (2,56 кВт·год) віддає 2,1–2,3 кВт·год і майже не втрачає ємності на великих струмах. Тому порівнюйте батареї за корисною, а не за номінальною енергією.
Що обмежує інвертор
- Власне споживання — 20–80 Вт цілодобово; на нічному навантаженні 100–150 Вт це суттєва частка (докладніше про ККД).
- Поріг відключення — інвертор зупиняє розряд на заданій напрузі чи SOC. У гібридах часто задають окремий резерв на випадок відключення мережі, наприклад 20–30 %.
- Струм розряду обмежує BMS: батарея 48 В 100 А·год з лімітом 100 А не дасть більше ~4,8 кВт, навіть якщо інвертор потужніший.
- Температура — на холоді ємність менша, а заряджати LiFePO₄ нижче 0 °C не можна.
Три приклади
Газовий котел. Автоматика й насос — 80 Вт, ДБЖ із ККД 85 % бере з батареї близько 95 Вт. AGM 12 В 100 А·год дає корисних ~600 Вт·год — це приблизно 6 годин. LiFePO₄ 12,8 В 100 А·год (~1,1 кВт·год корисних) — 11–12 годин. Як обрати пристрій — у статті інвертор чи ДБЖ для котла.
Квартира, відключення на 8 годин. Роутер 15 Вт × 8 год = 120 Вт·год, світло 30 Вт × 5 год = 150, холодильник 60 Вт × 8 год = 480, ноутбук 50 Вт × 4 год = 200, телевізор 100 Вт × 3 год = 300. Разом 1250 Вт·год. З ККД 92 % і власним споживанням інвертора 30 Вт × 8 год виходить близько 1600 Вт·год із батареї. Підійде LiFePO₄ на 2,5 кВт·год (корисних ~2,2) — із запасом.
Будинок. Середнє навантаження 500 Вт (котел, холодильник, насос, світло), батарея 5,12 кВт·год, корисних 4,6. З ККД 93 % з батареї йде ~540 Вт — це близько 8,5 години.
Як продовжити автономію
- прибрати з резервних ліній електроплиту, бойлер, обігрівачі;
- замінити старі лампи на світлодіодні, а старий холодильник — на енергоощадний;
- заряджати батарею щойно з'являється мережа — тут важливий струм заряду інвертора;
- додати сонячні панелі або генератор для тривалих відключень (як поєднати інвертор і генератор).
Перевірте розрахунок на практиці: зарядіть батарею повністю, вимкніть мережу на 1–2 години й подивіться в застосунку, на скільки відсотків зменшився заряд.
Гібридні інвертори з налаштуванням резерву батареї — у розділі гібридні інвертори, ДБЖ для котла й побутової техніки — у розділі ДБЖ. Допоможемо підібрати інвертор під ваше навантаження й потрібну кількість годин.
