Сколько аккумуляторов нужно дому на 8 часов без света

Коротко

• 8 часов резерва — это запас энергии: мощность в ваттах, умноженная на 8, с поправкой на глубину разряда и КПД.
• Три типовых набора дома: 300 Вт (котёл, свет, связь), 500 Вт (плюс холодильник) и 1000 Вт (плюс насосы и техника).
• На 12 В большой дом не строят: токи сотни ампер требуют толстых кабелей; от киловатта берут 24 или 48 В.
• Одинаковые аккумуляторы соединяют последовательно для вольтажа и параллельно для ёмкости — смешанные блоки запрещены.
• Зарядное устройство инвертора должно успевать восполнять сборку между отключениями, иначе часы резерва сокращаются.

Сколько аккумуляторов нужно: наборы на 300, 500 и 1000 Вт

Прежде чем считать ампер-часы, зафиксируйте среднюю мощность, а не пиковую. Котёл с двумя насосами потребляет 150–250 Вт, холодильник в среднем 100–150 Вт, дежурный свет на светодиодах — 50–100 Вт, роутер и камеры — 20–40 Вт. Сложите то, что реально будет работать все 8 часов, а не всё, что есть в доме.

Набор 300 Вт закрывает котёл, свет и связь: это минимум для зимней ночи. Набор 500 Вт добавляет холодильник и небольшой запас — универсальный вариант для дома без электроотопления. Набор 1000 Вт тянет уже насосы водоснабжения, часть розеток и технику, но электрочайник и плиту на резерв всё равно не вешают: они съедают часы за минуты. Подробнее о том, что потянет резерв всего дома, а что нет, мы разобрали отдельно.

Пиковые нагрузки учитывают при выборе мощности инвертора, а не ёмкости: пуск холодильника или насоса инвертор переживает за счёт запаса по ваттам, а часы резерва съедает только средняя мощность. Поэтому сначала считаем энергию, потом проверяем, что инвертор держит пики. Если в доме есть скважинный насос с пусковым током в несколько раз выше номинала, его выносят в отдельный расчёт: часы ему считают по средней мощности, а инвертор подбирают с запасом под пуск.

Формула: сколько ампер-часов нужно на 8 часов

Энергия считается в ватт-часах: мощность в ваттах умножается на время в часах. Но аккумулятор нельзя разряжать в ноль, а инвертор часть энергии теряет в тепло — поэтому в формулу входят глубина разряда и КПД:

C = P × t / (U × DoD × η), где C — ёмкость в ампер-часах, P — средняя мощность в ваттах, t — 8 часов, U — напряжение шины 12, 24 или 48 В, DoD — допустимая глубина разряда, η — КПД инвертора.

Пример: дом 500 Вт на шине 24 В с AGM-батареями. Полезная энергия: 500 × 8 = 4000 Вт·ч. Для AGM берём глубину разряда 0,5 и КПД 0,85: паспортная энергия 4000 / (0,5 × 0,85) ≈ 9412 Вт·ч. Делим на 24 В — получаем около 390 А·ч. Для литиевой сборки с глубиной разряда 0,9 результат умножают примерно на 0,55 — выйдет около 215 А·ч на той же шине. Как перевести ватт-часы в ампер-часы для шин 12, 24 и 48 В, показано в нашем разборе расчёта ёмкости.

Расчёт для AGM при глубине разряда 50% и КПД 0,85. Для LiFePO4 с глубиной разряда около 90% умножьте значения примерно на 0,55. Точную сборку под ваши нагрузки считает инженер на выезде.

Почему для дома от киловатта берут 24 или 48 В

Ток в линии постоянного тока равен мощности, делённой на напряжение: чем ниже вольтаж, тем толще нужны кабели и тем больше потери. На 12 вольтах токи даже скромного дома вырастают до сотен ампер, а на 48 вольтах те же киловатты идут по обычному кабелю 16–35 мм².

Практический вывод: 12 В — это котёл, связь и дачный минимум. Дом с холодильником, насосами и розетками строят на 24 В до 3 кВт и на 48 В выше. Ошибки в выборе сечения — частая причина просадок и нагрева, поэтому перед покупкой сверьтесь с разбором, какой кабель нужен для ИБП и АКБ.

Последовательное и параллельное соединение: правила

Напряжение шины набирают последовательным соединением: два 12-вольтовых аккумулятора дают 24 В, четыре — 48 В. Ёмкость наращивают параллельными цепочками: две параллельные сборки по 200 А·ч дают 400 А·ч на той же шине. Подробнее схемы с примерами описаны в статье про соединение аккумуляторов на 12, 24 и 48 В.

Правил немного, но они жёсткие. Все аккумуляторы в сборке — одного типа, одной ёмкости и одной партии: разные блоки стареют с разной скоростью, и слабый тянет за собой всю цепочку. Перемычки между аккумуляторами делают одинаковой длины и сечения, клеммы затягивают равномерно, без перетяжки, а напряжение средней точки сборки контролируют балансиром или периодическим замером. Сборку из разных аккумуляторов, что были под рукой, инженер к инвертору не подключит — это вопрос и ресурса, и безопасности.

Зарядный ток ИБП — узкое место большой сборки

Большую батарею нужно не только разряжать 8 часов, но и успевать заряжать между отключениями. Время заряда примерно равно ёмкости, делённой на ток зарядника, плюс несколько часов на финальную стадию, когда ток падает. Сборка 390 А·ч при токе заряда 30 А будет восстанавливаться более 12 часов — при веерных отключениях дважды в день она просто не успеет.

Отсюда два следствия. Первое: ток зарядного устройства подбирают под ёмкость, а не наоборот — для больших сборок нужны инверторы с мощным зарядником или внешние зарядные модули. Второе: действует правило десяти процентов — AGM заряжают током около 0,1C, литий допускает больше, но в рамках паспорта и настроек BMS. Если свет отключают часто, закладывайте заряд с запасом, иначе каждая следующая авария застанет батареи полупустыми. Отдельный случай — короткие дневные отключения: за час-два светлого окна сборка должна успеть взять столько, чтобы пережить вечер, поэтому зарядник с регулируемым током здесь не роскошь, а необходимость.

Как нарастить ёмкость позже без переделки

Самый дешёвый способ оставить себе манёвр — сразу взять инвертор с запасом по мощности заряда и шиной 48 В, а аккумуляторов купить на текущие нужды. Добавить вторую параллельную цепочку через год можно, если старые аккумуляторы ещё в форме и новые совпадают по типу и ёмкости. Разница в возрасте в год-полтора уже заметна: новую цепочку ставят только после проверки остаточной ёмкости старой.

Чего делать нельзя: докупать другой тип химии к существующей сборке, вешать на 24-вольтовый инвертор 48-вольтовую батарею и наращивать ёмкость без проверки сечения кабелей и предохранителей. Любое расширение сборки заканчивают тестированием под нагрузкой и проверкой времени заряда — иначе новые ампер-часы останутся цифрой на наклейке. Где физически разместить растущий блок, подскажет статья о том, куда ставить аккумуляторы в доме.

Частые ошибки

• Считают по пиковой мощности вместо средней — получают в два раза большую по ёмкости и более дорогую сборку.
• Путают ампер-часы и ватт-часы: 200 А·ч на 12 В и на 48 В — это вчетверо разная энергия.
• Ставят 12 В на дом с киловаттными нагрузками и получают сотни ампер в кабелях.
• Смешивают в одной сборке старые и новые, AGM и GEL, разные ёмкости.
• Забывают про зарядник: сборка на 8 часов не успевает зарядиться между отключениями.
• Не закладывают запас на второй год: постаревшая батарея отдаёт меньше паспортной ёмкости.

Частые вопросы

Читайте также