В этой статье будут рассмотрены несколько вариантов реализации резервного питания жилья (квартиры/дома).
Выбор системы резервного питания – это выбор между двумя аспектами: необходимой мощностью резервирования и финансовыми возможностями. Конечно, эти аспекты взаимосвязаны в прямой зависимости, поэтому предлагается рассмотреть несколько вариантов в зависимости от необходимых потребностей и бюджета.
Эконом вариант.
Итак, начнем с самого дешевого и простого способа резервного питания. Он предназначен для обеспечения работы роутера, ноутбука и освещения. Этот вариант будет интересен людям, которые работают удаленно и не нуждаются в использовании электрочайников и электроплит, то есть жителям газифицированных домов. Работа роутера обеспечивается подключением его к powerbank. Среднестатистический powerbank на 20 000 мАч обеспечит работу современного роутера на протяжении 6–10 часов. Если вы приобретаете новый powerbank для роутера, практически все современные модели имеют выходы на 9 В и 12 В, поэтому проблем с подключением возникнуть не должно. Если у вас есть старое портативное зарядное устройство, которое не подходит по напряжению к роутеру, можно приобрести кабель-переходник, например, с 5 В на 12 В. Напряжение питания роутера указано на его задней стороне или на блоке питания. Ноутбук, как правило, имеет собственный аккумулятор, который обеспечивает его работу без подключения к сети на протяжении 2–6 часов или даже больше. Всё зависит от модели ноутбука, размера экрана и загрузки системы (работа в Word, компьютерная игра или просмотр фильма). Для обеспечения резервного питания ноутбука в данном варианте также можно приобрести powerbank. При выборе портативного зарядного устройства для ноутбука стоит учитывать не только его ёмкость, измеряемую в мАч, но и мощность, которую он способен выдавать. Дело в том, что для разных ноутбуков требуются зарядные устройства с разной мощностью: 45, 65 или даже 100 Вт. Соответственно, powerbank должен соответствовать этим требованиям. Необходимую мощность можно найти на блоке питания ноутбука или в его технических характеристиках.
Что касается освещения, то в данном случае рекомендуется приобрести светильники с встроенными аккумуляторами. В настоящее время существует множество вариантов: настольные, переносные, аварийные светильники, а также лампочки с интегрированными аккумуляторами.
Итак, что имеем по стоимости:
- powerbank для роутера — 1000–2000 грн
- для ноутбука — 2000–6000 грн
- освещение — 500–1500 грн.
Таким образом, за 3500–9000 грн можно обеспечить себе возможность удалённой работы из дома во время блэкаута.
Стандартный вариант.
Работающий роутер и ноутбук — это хорошо, но что делать с холодильником и газовым котлом? При длительных отключениях электричества, которые длятся 8 часов и более, существует большая вероятность порчи продуктов в холодильнике, а также снижения температуры в помещении до некомфортного уровня, особенно если отопление осуществляется с помощью индивидуальных котлов. Кроме того, такие котлы часто выполняют функцию подогрева воды для системы водоснабжения. Для решения этих вопросов одного powerbank будет недостаточно. Для этого устанавливаются зарядные станции или аналогичные системы на базе инвертора и аккумуляторной батареи. Для питания холодильника, котла, роутера и зарядки ноутбука в течение 4 часов необходима станция емкостью как минимум 500Вт*ч и выходной мощностью 300-500 Вт. Выходная мощность и время работы станции опять же зависят от оборудования, которое к ней подключается. Если холодильник инверторный, то его потребление и пусковые токи будут не большими, что позволяет использовать станцию меньшей мощности. В случае старого бабушкиного «Днепра» или «Донбасса» не факт, что и 1000Вт хватит для запуска. Зарядные станции — это комплексное устройство, в состав которого входит инвертор для преобразования постоянного тока аккумуляторной батареи в переменный, а также непосредственно сама батарея. Для экономии средств можно отдельно купить вышеуказанные устройства и самостоятельно собрать аналог зарядной станции. Но в данном случае есть нюансы, которые нужно учитывать. Эти особенности рассмотрим в конце, а сейчас просто подсчитаем систему инвертор + аккумулятор на различных типах аккумуляторов. Итак, имеем следующие цифры: зарядная станция мощностью 1 кВт и емкостью 1000 Вт*ч будет стоить 22 000 – 40 000 грн, аналогичная по мощности система инвертор + GEL/AGM аккумулятор – 9 000 – 24 000 грн, система инвертор + LiFePO4 (литий-железо-фосфатный) аккумулятор – 16 000 - 32 000 грн. При этом обращаю ваше внимание, что самые низкие цены системы инвертор + аккумулятор – это цены с сомнительными инверторами, которые по факту привезены с Aliexpress. Если хотите инверторы с гарантией, нужно ориентироваться на цену выше середины диапазона цен. Фактически от этого инвертора можно питать и освещение квартиры, но при этом нужно отключить сеть квартиры от сети питания путем выключения вводного выключателя, который будет разрывать как фазный проводник, так и нулевой. Более подробно об этом в следующем ценовом сегменте.
Комфортный вариант.
Следующий сегмент, назовем его «Комфорт», это зарядные станции мощностью 2кВт и емкостью 2кВт*ч. Такая мощность и запас энергии позволяют уже пользоваться фактически всеми приборами дома (кроме мощных духовок и индукционных плит). Время работы зависит от интенсивности использования приборов. Эти зарядные станции также можно заменить на систему инвертор + аккумулятор. Ориентировочная цена на зарядные станции такой мощности — 40 000 — 80 000 грн, инвертор + GEL/AGM аккумулятор — 25 000 — 40 000, инвертор + аккумулятор LiFePO4 — 35 000 — 60 000. Эту систему уже можно интегрировать в общую систему питания квартиры, дома, как было указано выше, но данный вариант не является очень удобным, а самое главное — безопасным. В случае, когда станция подключена к общей проводке квартиры, и вдруг появится свет при не выключенном вводном выключателе (обязательно двухполюсном), мы получим встречное напряжение и, как результат, короткое замыкание. Поэтому лучше установить автоматический ввод резерва в виде автоматического переключателя или хотя бы ручной переключатель. Эти устройства полностью отсоединяют проводку квартиры от общей сети и подключают к станции. Разница только в том, что автоматический (АВР) переключатель делает это автоматически, а ручной нужно переключать вручную. Стоимость таких систем колеблется в диапазонах 300-800 грн для ручного переключения, 1500-3000 грн для автоматического переключателя.
Максимальная автономность.
И последний сегмент — это системы мощностью более 3кВт и емкостью 4кВт*ч и выше. Эти системы обеспечивают полное функционирование жилья на довольно длительный срок. Все зависит от финансовых возможностей потребителя. Эти системы начинаются от 100 000 грн и фактически могут достигать нескольких сотен тысяч гривен.
Отдельно от зарядных станций стоят бензо- и дизельгенераторы. Это еще один вариант питания жилья во время отключения света, но он больше касается владельцев частных домов. Конечно, генератор можно приладить и к квартире, если вы живете на первом этаже, и соседи готовы слушать его треск, можно через удлинитель подключить его к квартире. В целом цена однофазных генераторов колеблется от 4000 (даже страшно представить, что это) до 40 000 грн. Это если мы говорим о генераторах мощностью от 0,5 до 2,5кВт. Цена может колебаться не только от названия бренда, но и от конструкции. Имеется в виду наличие защитного (шумоизоляционного) кожуха, инвертора. Плюсом инверторных генераторов является стабилизация выходного напряжения, меньшее потребление топлива и уровень шума, но и цена выше по сравнению с обычными генераторами. Для дома в принципе должно хватить 2,5 кВт, но если есть желание и возможность, можно выбрать генератор большей мощности. Даже если у вас в доме трехфазный ввод, лучше брать однофазный генератор. Почему? Дело в том, что при использовании трехфазного генератора, дисбаланс (перекос) потребления по фазам не должен превышать 15-20%. То есть, если у вас одна фаза будет загружена на 50%, а две другие на 20%, это может привести либо к выходу из строя генератора, либо к срабатыванию его защиты. Трехфазные генераторы нужны только в случае наличия трехфазной нагрузки, что является очень большой редкостью даже в частном доме. А однофазный генератор можно легко интегрировать в трехфазную сеть вашего дома, с помощью перемычек между фазами. И опять же подключение можно сделать через автоматический переключатель, а если генератор еще и с автозапуском, то можно сказать, что в доме реализована автоматическая система резервирования.
Но вернемся к нашей системе типа инвертор + аккумулятор. Если с зарядными станциями всё понятно, это готовое устройство, которое осталось только подключить к нагрузке или сети квартиры, то при самостоятельной сборке инвертор + аккумулятор возникают вопросы. А именно — это тип батареи. Дело в том, что все зарядные станции оснащены либо литий-ионными, либо литий-железо-фосфатными аккумуляторами, которые могут быстро заряжаться большими токами. Если мы хотим сэкономить, то нужно использовать инвертор и гелевый аккумулятор или аккумулятор AGM. Нужно иметь в виду, что эти аккумуляторы заряжаются относительно малым током. Например, аккумулятор AGM ёмкостью 100Ач можно заряжать током до 25А. Гелевый аккумулятор заряжается током 10-30% от ёмкостного, то есть для аналогичного 100Ач это 10-30А. Из этого следует, что, помимо большего времени зарядки, по сравнению с зарядными станциями, нам нужно подобрать инвертор с током не более 25% от ёмкостного тока аккумулятора. Кроме ограничений по току зарядки, гелевые и AGM аккумуляторы имеют меньший ресурс работы — циклов заряда/разряда, и меньшую глубину разряда. Глубина разряда — это сколько ампер*часов способен отдать аккумулятор без ущерба для его работоспособности. Дело в том, что чем больше (глубже) мы разряживаем гелевый аккумулятор, тем меньше его ресурс. Все эти недостатки отсутствуют у литий-железо-фосфатных аккумуляторов, но за это нужно будет заплатить, что в принципе и видно из приведённых выше цен.
Ещё одной из особенностей является питание газовых котлов. Дело в том, что ни генераторы (однофазные), ни инверторы, ни зарядные станции не имеют выраженного нулевого или фазного проводника. Условно говоря, на одном проводнике +110В, на другом -110В, и разница между ними 220В. А большинство, если не все котлы — фазозависимые устройства (точнее их системы поджига), то есть им нужны чёткий «ноль» и чёткая фаза. Поэтому при подключении газового котла к инвертору или генератору, один из подключаемых проводников нужно заземлить — соединить с системой заземления квартиры/дома. И после этого мы получим чёткие 220В на незаземлённом проводнике и 0В на заземлённом.
Кстати, газовые котлы, как и все другие устройства, имеющие электродвигатели (холодильники, стиральные машины), очень чувствительны к форме синусоиды выходного напряжения зарядного устройства. Поэтому, если вы хотите питать вышеуказанные устройства, убедитесь, что ваш инвертор или генератор выдают чистую синусоиду.