Как подобрать аккумулятор для ИБП на 4–8 часов

Резервное питание на 4–8 часов: как подобрать аккумулятор под свои потребности

При выборе резервного питания легко начать с мощности инвертора: 1000, 3000 или 6000 Вт. Но если главная задача — получить 4, 6 или 8 часов автономной работы, сначала нужно определить не максимальную мощность, а реальное среднее потребление.

Холодильник, котёл, роутер и освещение не обязательно работают одновременно на максимальной мощности. Поэтому правильный расчёт начинается со сценария использования.

Шаг 1. Составьте список оборудования

Запишите технику, которая должна работать во время отключения:

•             газовый котёл;

•             циркуляционный насос;

•             холодильник;

•             роутер и ONU;

•             освещение;

•             телевизор;

•             ноутбук или ПК;

•             другие необходимые приборы.

Для каждого устройства желательно знать фактическое потребление.

Особое внимание нужно уделять холодильникам, насосам и компрессорам. Их пусковая мощность может быть значительно выше обычного рабочего потребления.

Шаг 2. Определите среднюю нагрузку

Предположим, в среднем система потребляет 400 Вт.

Для работы в течение 4 часов потребителям нужно:

400 × 4 = 1600 Вт·ч

Для 6 часов:

400 × 6 = 2400 Вт·ч

Для 8 часов:

400 × 8 = 3200 Вт·ч

Но это энергия, которая должна дойти до потребителей. Батарея должна иметь больший номинальный запас из-за потерь инвертора, собственного потребления системы и допустимого уровня разряда.

Шаг 3. Добавьте запас на потери

Для предварительного расчёта LiFePO4-системы удобно заложить определённый запас.

Если требуется около 3,2 кВт·ч полезной энергии для восьми часов работы при нагрузке 400 Вт, батарея номиналом около 4 кВт·ч уже выглядит значительно реалистичнее, чем батарея ровно на 3,2 кВт·ч.

Точный запас зависит от КПД конкретного инвертора, настроек BMS, температуры и допустимой глубины разряда.

Чем отличаются Ah и кВт·ч

Сравнивать аккумуляторы только по ампер-часам неправильно.

Например:

12,8 В × 100 А·ч = 1,28 кВт·ч

25,6 В × 100 А·ч = 2,56 кВт·ч

51,2 В × 100 А·ч = 5,12 кВт·ч

Во всех примерах указано 100 А·ч, но запас энергии отличается в четыре раза.

Поэтому для оценки автономности смотрите прежде всего на ватт-часы или киловатт-часы.

Пример для резерва на 4 часа

При средней нагрузке 500 Вт:

500 × 4 = 2000 Вт·ч

С учётом потерь системе потребуется батарея с запасом энергии более 2 кВт·ч.

Например, батарея класса 25,6 В 100 А·ч имеет около 2,56 кВт·ч номинальной энергии.

Фактическое время работы будет зависеть от конкретного инвертора, настроек и характера нагрузки.

Пример для резерва на 8 часов

Если средняя нагрузка составляет 500 Вт:

500 × 8 = 4000 Вт·ч

Батарея примерно на 5,12 кВт·ч уже даёт более реалистичный запас для такого сценария.

Это может быть, например, аккумулятор 25,6 В 200 А·ч или 51,2 В 100 А·ч — при условии совместимости с инвертором.

Не покупайте батарею отдельно от инвертора

Напряжение аккумулятора должно соответствовать батарейному входу инвертора.

12-вольтовый инвертор нельзя просто подключить к батарее 24 В, а 48-вольтовый — к батарее 24 В.

Кроме напряжения проверяют:

•             непрерывный ток BMS;

•             пиковый ток;

•             максимальный зарядный ток;

•             рабочий диапазон напряжения;

•             поддерживаемые режимы зарядки;

•             CAN/RS485, если инвертор работает с BMS через связь.

Важно учитывать время зарядки

Большая батарея обеспечивает более длительную автономность, но после отключения её нужно снова зарядить.

Например, если нужно вернуть 100 А·ч при токе 20 А, арифметически это минимум пять часов. Реальная зарядка обычно длится дольше из-за алгоритма работы зарядного устройства и одновременной нагрузки.

Если электричество дают лишь на короткое время, зарядный ток становится одним из ключевых параметров системы.

Не забывайте о пусковых нагрузках

Расчёт автономности показывает нужный запас энергии, но не гарантирует, что инвертор запустит каждый прибор.

Холодильник или насос во время старта может кратковременно потребовать значительно большей мощности.

Поэтому отдельно нужно проверить пиковые возможности инвертора и токовые возможности батареи.

Простой алгоритм подбора

1.          Составьте список необходимой техники.

2.          Определите среднюю мощность.

3.          Умножьте её на нужное количество часов.

4.          Добавьте запас на потери.

5.          Выберите батарею по кВт·ч, а не только по А·ч.

6.          Проверьте соответствие напряжения инвертора.

7.          Проверьте BMS и зарядный ток.

8.          Отдельно проверьте пусковые нагрузки.

Так значительно проще получить систему, которая действительно обеспечит нужное время работы, а не просто имеет большие цифры в характеристиках.