Залишатися зі світлом. Як обрати акумулятори для безперебійного живлення квартири
В умовах постійних відключень електроенергії, зумовлених фактичним знищенням росіянами вітчизняної маневрової генерації, серед українців кратно зріс попит на безперебійні джерела живлення. Найпростішим варіантом забезпечити власне житло електроенергією на випадок відключення є купівля зарядної станції. Ці пристрої обладнані необхідною електронікою для безпечної роботи, але вони не кожному по кишені.
Такі гаджети, як правило, мають або невелику ємність, або дорого коштують. Наприклад, система резервного живлення ємністю 230 Ah та потужністю 5,9 кВт (вистачить, щоб упродовж кількагодинного відключення світла не вимикати електроприлади в квартирі) коштує близько 100 тис грн.
Дешеві варіанти коштують 7-10 тис грн, однак їх заряду вистачить лише на кілька годин роботи малопотужних пристроїв, наприклад, ноутбука, Wi-Fi-роутера та енергоощадних ламп для освітлення приміщення.
Шукаючи баланс ціни та якості, чимало українців виготовляють "безперебійники" самостійно, використовуючи автомобільні свинцево-кислотні або літієві акумулятори. Спираючись на здобуті в школі знання, озброївшись рекомендаціями з інтернету, вони збирають джерела безперебійного живлення з акумуляторів та інверторів.
Іноді в пошуках цього балансу громадяни забувають про безпеку, що призводить до плачевних наслідків. Так, недавно у квартирі під Києвом загорівся літієвий акумулятор, у результаті чого власник житла отримав опіки.
Дешево на пів року або дорого на десятиліття
За словами директора одного з небагатьох в Україні виробників електрообладнання "Промавтоматика Вінниця" Михайла Ганчука, усі акумулятори можна поділити на два типи: кислотні та літієві. Перші бувають відкритого типу (їх зазвичай встановлюють в автомобілях) та герметичні (гелеві).
"В автомобільних акумуляторах є ймовірність закипання рідини всередині, у результаті чого виділяється шкідливий газ. Для автомобіля це не критично, бо акумулятор розташований під капотом, а в приміщенні їх використовувати не можна. Для приміщень підходять гелеві акумулятори", – пояснює Ганчук.
Літієві акумулятори теж бувають різні. Найпоширенішими є літій-іонні (Li-ion) та літій-ферум-полімерні (LiFePo4). Перші – легкозаймисті у випадку пошкодження, але мають відносно невелику вагу. Другі важчі, але надійні навіть в екстремальних умовах.
"Раніше Tesla випускали з літій-іонними акумуляторами. На їх виробничих лініях стояли ванни, куди вони кидали акумулятори в разі займання. Літій-іонні акумулятори загоряються з незрозумілих причин і їх неможливо загасити. У нас на виробництві теж були такі випадки", – розповідає Ганчук.
Для довгострокового домашнього використання експерт радить купувати літій-ферум-полімерні акумулятори. Головний їх недолік – ціна. Якщо гелевий (оптимальна альтернатива для квартири) ємністю 100 Ah можна придбати за 8-10 тис грн, то літій-залізо-фосфатний такої ж ємності коштуватиме від 30 тис грн.
Перевагою останніх є термін служби. Кислотні (гелеві) акумулятори мають 200-300 циклів заряджання-розряджання. Далі їх експлуатаційні характеристики знижуються. "Якщо світло вимикають двічі на день, то кислотного акумулятора в постійному режимі роботи вистачить максимум на пів року. Літій-іонні батареї мають 6-7 тисяч циклів. Якщо розряджати двічі на день, то його вистачить на десять років", – пояснює Ганчук.
Аби зробити найпростішу систему безперебійного живлення, достатньо придбати акумулятор потрібної ємності та інвертор з трохи вищою потужністю, ніж мають домашні електроприлади.
Щоб розрахувати потребу оселі в електроенергії, слід знати, скільки споживає кожен електроприлад.
Якщо потрібно заживити Wi-Fi-роутер (споживає в середньому 12 Вт-год), ноутбук (65 Вт-год), телевізор (55 дюймів – 145 Вт-год), енергоощадну лампу (9 Вт-год), холодильник (150 Вт-год), газовий котел (160 Вт-год), то на годину їх безперебійної роботи потрібно мати акумулятор ємністю до 50 Ah, напругою 12 V та інвертор на 500 Вт.
Загальне споживання зазначених приладів становить 411 Вт-год, а акумулятор видаватиме впродовж години 600 Вт-год (50 Ah х 12 V). Тобто чим більше приладів потрібно підключити (у такому випадку потрібен потужніший інвертор) або чим довше вони мають працювати, тим більшою має бути ємність акумулятора в Ah.
Інвертор необхідний для перетворення низької напруги з акумулятора (12 V) на 220 V, від якої працюють побутові електроприлади. Вони бувають з правильною та апроксимованою синусоїдою. Від останніх не працюють пристрої, що мають двигуни (холодильник, пилосос, пральна машина).
Якщо до такої системи додати сонячні панелі, то вона допоможе зменшити енергоспоживання з мережі. Це актуально у зв’язку із зростанням тарифу на електроенергію. "Можна поставити сонячну панель на балконі, на даху будинку або прикріпити до стіни. В ідеалі – під кутом 25 градусів на південь", – радить Ганчук.
Небезпека "безперебійників"
Найчастіше нещасні випадки з джерелами безперебійного живлення трапляються через людський фактор.
"Для зручності багато хто робить систему "вилка-вилка", коли до блока живлення приєднують електрокабель із вилками на обох кінцях, залишаючи другу вилку в розетці. Це дозволяє забезпечити електроенергією всю квартиру або кілька пристроїв одночасно, але якщо з’явиться електроенергія в мережі і хтось випадково включить ввідний автомат, інвертор вибухне", – пояснює Ганчук.
У його компанію часто приносили на ремонт інвертори після пожеж. Згодом розробили пристрій-контролер, який ставиться біля ввідного автомата (щиток). Контролер дає сигнал для увімкнення станції, якщо немає мережі, та вимикає її, як тільки електроенергія з’являється.
"Готові зарядні станції, EcoFlow або Bluetti, мають вбудовані системи захисту, але ці пристрої переоцінені. Їх вартість – близько тисячі доларів за кіловат-годину, це дуже дорого", – каже експерт з питань енергоефективності Святослав Павлюк.
Аби здешевити пристрій, можна зібрати джерело безперебійного живлення самостійно, придбавши окремо інвертор та акумулятори. Однак варто відповідально поставитися до вибору останніх. Окрім згаданих літій-іонних, які іноді займаються, є категорія вживаних акумуляторів з електромобілів. Вони теж небезпечні. На маркетплейсах масово продають акумуляторні блоки від Hyundai, які були зняті з відкликаних авто.
"У 2022 році Hyundai відкликала 80 тисяч проданих електромобілів через дефект батареї Li-NMC виробництва компанії LG, який міг призвести до займання. Ці батареї мали бути утилізовані, але якимось чином потрапили на український ринок", – каже Павлюк.
Ці батареї продають у три-чотири рази дешевше, ніж літій-залізо-фосфатні акумулятори такої ж потужності.
"Для людей, які не в темі роботи з такими батареями, я не раджу ставити їх удома. Якщо у вас немає грошей, щоб купити дорогу систему, придбайте базовий інвертор та кислотний акумулятор. Цього вистачить до весни, але рішення безпечне. Якщо ж вирішили ставити такі батареї, розташуйте їх у приміщенні, де немає нічого займистого. Сила полум’я там більша, ніж від бензину", – пояснює експерт.
Один із продавців акумуляторів каже, що попит на акумулятори та інвертори через відключення світла сильно зріс. Через це зменшився асортимент акумуляторів, але ціни не зросли в рази, як було з генераторами у 2022 році. За даними сервісу hotline.ua, який аналізує пропозиції різних продавців, ціна на гелевий акумулятор ємністю 100 Ah почала росли лише наприкінці травня, хоча з літа 2023 року вона стабільно знижувалася.
"Потужні трейдери, звісно, бачили ситуацію, тому зробили запаси, просідання ринку не критичне. У компаній, які займаються постачанням, уже є досвід", – пояснює Ганчук.
Рішення, які працюватимуть після війни
"Будь-які джерела безперебійного живлення ніяк не допомагають енергосистемі: ми беремо енергію з мережі, коли вона є, і виснажуємо акумулятор, коли її немає. Перетворення з 220 V на 12 V і назад – це теж втрати. А коли закінчиться війна, ці блоки нікому не будуть потрібні. Тому раджу обирати пристрої, які можуть бути корисними після війни: усе, до чого можна підключити "сонце", – зауважує Ганчук.
Через це набувають популярні гібридні інвертори невеликої потужності, 3-5 кВт, які встановлюють у квартирі.
"До інвертора підключаються літій-ферум-полімерні акумулятори та приєднується невелика сонячна електростанція. Це значно дорожче, але все працює автоматично: немає мережі – живимося від акумулятора, заряджаємося від сонця. Такі рішення будуть корисними і після війни. Ціна таких систем – від 7 тисяч доларів", – додає директор "Промавтоматики Вінниці".
Павлюк радить за можливості купувати для будинків батареї більшого об’єму – 7-10 кВт. Їх можна встановлювати і в технічних приміщеннях багатоквартирних будинків, і в приватних помешканнях.
"Це те, що дозволяє в найближчій перспективі за концепцією "розумних мереж" купувати дешеву електроенергію та використовувати її тоді, коли вона потрібна. Ці системи досить дорогі. Рішення складається з гібридного інвертора та залізо-фосфатної батареї", – каже Павлюк.
Такі системи дозволять розвантажити енергосистему зараз і бути корисними в майбутньому, коли відсоток "зеленої" енергії буде значно вищим. За допомогою акумуляторів (якщо рішення будуть масовими) можна частково балансувати систему, накопичуючи енергію в пікові години генерації та споживаючи, коли потрібно.