Отключение электричества или перебои не должны возвращать дом в средневековье. Поэтому при обустройстве коттеджа или дачи устанавливают систему бесперебойного снабжения электроэнергией газового котла (отопления), интернета, охранного комплекса, пожарной сигнализации, компьютера и других устройств.
Выбирая среди многочисленных моделей источников бесперебойного питания (ИБП), следует грамотно подходить к расчётам с тремя важными факторами:
- • потребляемую мощность ваших устройств;
- • тип ИБП (оффлайн, линейно-интерактивный и онлайн);
- • форма выходного напряжения ИБП (синусоидальная или линейная, их разновидности);
- • ёмкость аккумулятора предпочитаемого ИБП;
- • тип и особенности аккумуляторной батареи.
Эта инструкция поможет вам найти подходящий по мощности ИБП и аккумулятор к нему для применения в доме, на даче, в коттедже.
1. Как выбрать мощность ИБП для дома? Измерьте энергопотребление
Для выбора мощности ИБП нужно сложить потребляемую мощность всех устройств, которые планируется подключить.
Мощность потребителя — это количество энергии, которую устройство (газовый котёл, роутер, телевизор и так далее) использует или получает от источника питания. Обычно информацию о мощности указывают на корпусе (этикетке) самого устройства, либо в руководстве по эксплуатации, на странице технических характеристик на сайте производителя.
Пример
Вам нужно подключить к ИБП в доме несколько жизненно-важных устройств: компьютер, монитор, принтер и маршрутизатор. Смотрим их мощность и просто складываем следующим образом (смотрите таблицу).
| Определяем суммарную мощность устройств при выборе ИБП | ||||
|---|---|---|---|---|
| Устройство | Мощность потребителя | |||
| Компьютер | 300 Вт | |||
| Монитор | 50 Вт | |||
| Принтер | 100 Вт | |||
| Маршрутизатор | 10 Вт | |||
| Итого | 460 Вт | |||
Суммарная потребляемая мощность этих устройств составила для нашего примера 460 Вт. Но это не всё!
Некоторые устройства имеют переменное или пиковое энергопотребление — то есть они могут потреблять больше энергии, чем указанная номинальная мощность.
Так может быть при различных условиях работы, при запуске или под полной нагрузкой. Например, устройства с двигателями, насосами или компрессорами, такие как вентиляторы, кондиционеры, холодильники или водонагреватели, могут в пиковые нагрузки превышать заявленную мощность многократно.
Вывод: при расчете общей потребляемой мощности ваших устройств следует учитывать возможные пиковые нагрузки и выбирать ИБП с запасом мощности.
Пример
Для подключения к ИБП сигнализации и холодильника учитывается пиковая мощность при работе звукового оповещения (либо при включении электровентиля подачи воды на тушение пожара) с одновременной работой компрессора холодильника в жаркий день. Расчёт проводят следующим образом (смотрите таблицу).
| Пример, как правильно рассчитать потребляемую мощность устройств при выборе ИБП | ||||
|---|---|---|---|---|
| Потребитель (устройство) | Заявленная мощность | Пиковая мощность | ||
| Сигнализация | 5 Вт | 100 Вт (в 20 раз выше) | ||
| Холодильник | 110 Вт | 180 Вт (в 1,6 раз выше) | ||
| Итого | 115 Вт | 280 Вт (в 2,4 раза выше) | ||
Следовательно, суммарная пиковая потребляемая мощность этих устройств составляет 280 Вт.
Вывод: для выбора системы бесперебойного питания выбирается более высокое значение пикового энергопотребления в качестве общего энергопотребления. В данном случае это будет 100 Вт у сигнализации и 180 Вт у холодильника.
2. Как выбрать подходящий ИБП по мощности и времени резерва? Смотрим коэффициент мощности и считаем ёмкость
Понимание мощности потребителей — лишь первый шаг. Теперь определим, какой номинал должен быть у самого ИБП и сколько от него требуется времени резервного питания для устройств.
ИБП хранит энергию и отдаёт её в определённом количестве, измеряемом в ватт-часах (Вт·ч) или вольт-ампер-часах (ВА·ч).
Выходная мощность и время резервного питания ИБП показывают, сколько энергии он отдаст и на какое время для поддержания ваших устройств в рабочем состоянии.
Их связь выражена одной из двух формул:
Ёмкость (Вт·ч) = Выходная мощность (Вт) x Время резервного питания (ч)
или
Ёмкость (ВА·ч) = Выходная мощность (ВА) x Время резервного питания (ч)
Например, понадобился ИБП для питания приборов с общей мощностью 1000 Вт в течение 30 минут, тогда мощность ИБП рассчитывается так:
Ёмкость (Вт·ч) = 1000 Вт x 0,5 ч = 500 Вт·ч
или (хотя в ВА·ч считают очень редко)
Ёмкость (ВА·ч) = 1000 ВА x 0,5 ч = 500 ВА·ч
Между значениями в Вт·ч и ВА·ч есть разница! В Ваттах измеряют реальную мощность, потребляемую вашими устройствами. Вольт-ампер измеряет полную (номинальную) мощность, выдаваемую ИБП. Отношение между этими двумя величинами называется коэффициентом мощности, который обычно меньше единицы.
Коэффициент мощности ИБП (его так называемый КПД)
Это значение зависит от типа и качества ИБП, аккумулятора и типа подключённых к нему устройств. Обычно он варьируется от 0,6 до 0,9 в зависимости от модели и производителя (иногда указывается в процентах 60%-90%).
Информацию о коэффициенте мощности можно найти на этикетке ИБП, в руководстве пользователя или на листе технических характеристик.
Пример
Есть ИБП с коэффициентом мощности 0,8 (80%). Мощность потребителей достигает 1000 Вт. Чтобы понять, какой номинал нам нужен у ИБП, переводим мощность в вольт-амперы:
Номинальная мощность ИБП в Вольт-амперах = 1000 Вт / 0,8 = 1250 ВА
Вывод: выбирайте ИБП с выходной номинальной мощностью, равной или превышающей общую потребляемую мощность устройств на 20%-25%. Это гарантирует, что он «потянет» нагрузки в вашем доме.
Желаемое время резервного питания (время резерва)
ИБП как минимум должен обеспечить достаточную резервную мощность для устройств, пока вы не сможете безопасно отключить их или переключиться на альтернативный источник питания.
Время резерва у ИБП уменьшается при подключении всё большего числа потребителей (или более мощных). Поэтому перед покупкой следует проверить, «потянет» ли ИБП всё запланированное оборудование в запланированное время или следует оставить только самые ответственные устройства.
Для этого используют упрощённую формулу для приблизительного расчёта:
Ёмкость (А·ч) = Время (ч) * Мощность (Вт) / Напряжение (В)
- • Время — желаемое время резервного питания в часах (ч);
- • Ёмкость — емкость аккумулятора в ампер-часах (А·ч);
- • Напряжение — напряжение аккумулятора в вольтах (В);
- • Мощность — суммарная мощность нагрузки в ваттах (Вт) всех подключённых устройств.
Пример
Желаемое время резервного питания составляет 30 минут. Тогда у 12-вольтового ИБП при общей потребляемой мощности 1000 Ватт ёмкость аккумуляторной батареи должна составлять:
- Ёмкость = Время * Мощность / Напряжение
- Ёмкость = 0,5 * 1000 / 12
- Ёмкость = 41,66 А·ч
Следовательно, выбираем ИБП с батареей ёмкостью не менее 41,66 А·ч. Она обеспечит желаемое время резервного питания в течение 30 минут.
Однако это лишь приблизительное значение. Фактическое время резервного питания варьируется в зависимости от состояния батареи, эффективности ИБП и характеристик нагрузки.
Ёмкость в ВА·ч обычно не измеряют, достаточно А·ч.
3. Как выбрать подходящую аккумуляторную батарею для ИБП?
Аккумулятор — это компонент, который хранит и отдаёт энергию в ИБП. Тип, размер и количество батарей влияют на их ёмкость, эффективность, срок службы и техническое обслуживание.
Чтобы выбрать подходящий аккумулятор для ИБП, необходимо учитывать:
- • ёмкость — количество энергии, которое он может хранить и отдавать, выраженное в ватт-часах (Вт·ч) или очень редко вольт-ампер-часах (ВА·ч).
- • тип — технология и материалы, используемые для хранения и доставки энергии.
- • характеристики — от компонентов и сборки зависит срок службы, внутреннее сопротивление, плотность энергии, скорость саморазряда, допустимая температура, скорость зарядки.
Для ИБП доступны различные типы батарей. Наиболее распространены сейчас свинцово-кислотные и литий-железо-фосфатные (LiFePO4). Предлагаем сравнить их (смотрите таблицу).
| Свинцово-кислотные и литий-железо-фосфатные батареи для ИБП (в чём разница) | ||||
|---|---|---|---|---|
| Характеристики | Свинцово-кислотные | Литий-железо-фосфатные | ||
| Основное преимущество: | Самый доступный и дешёвый тип аккумуляторов для ИБП | Выгоднее, чем свинцово-кислотные | ||
| Энергоёмкость: | Низкая, большой вес для своей ёмкости | Высокая, дольше держат заряд при тех же габаритах и весе | ||
| Срок службы: | Короткий, требуется замена каждые 2-5 лет | Долгий, замена раз в 8-10 лет | ||
| Время работы (одна ёмкость): | Меньше, используется только часть ёмкости (полный разряд сокращает срок службы) | Используется полная ёмкость (увеличенное время работы) | ||
| Скорость саморазряда: | Высокая, теряет заряд, когда не используется | Отсутствует даже при длительном хранении | ||
| Обслуживание: | Регулярное, проверка уровня и удельного веса электролита | Отсутствует | ||
| Безопасность: | Рискованно, утечка кислоты, выброс газа | Безопаснее, можно заряжать где угодно, нет пожароопасных и токсичных выбросов | ||
С развитием технологий аккумуляторы LiFePO4 стали лучшим выбором для ИБП любой мощности. При увеличенном времени работы от одной зарядки литий-железо-фосфатный тип батарей дольше служит, чем свинцово-кислотные, и не осложняет жизнь пользователю саморазрядом, проблемами с обслуживанием и безопасностью.
Замените свинцово-кислотную батарею на литий-железо-фосфатную, чтобы увеличить время резервного питания от ИБП и продлить его срок службы.
Узнайте, какие модели аккумуляторов LiFePO4 подойдут для замены свинцово-кислотного в вашем ИБП (смотрите таблицу).
| Мощность | Ёмкость | Корпус | Примечание | Модель | Ссылка на товар |
|---|---|---|---|---|---|
| 12 В | |||||
| 1 кВт | 90 Ач | ABS | - | NV26237 | - |
| 2 кВт | 150 Ач | ABS | Оптимально 1,8 кВт | NV23626 | Купить |
| 24 В | |||||
| 1 кВт | 45 Ач | ABS | - | NV23657 | Купить |
| 2 кВт | 75 Ач | ABS | - | NV23658 | Купить |
| 3 кВт | 125 Ач | TLC | - | 1214043 | Купить |
| 5 кВт | 230 Ач | TLC | 3U 615мм, Powerwall | 1215145 | Купить |
| 10 кВт | 416 Ач | TLC | Параллельно | В разработке | - |
| 15 кВт | 625 Ач | TLC | Параллельно | В разработке | - |
| 30 кВт | 1250 Ач | TLC | Оптимально 27 кВт | В разработке | - |
| 48 В | |||||
| 1 кВт | 20 - 15 Ач | ABS | Оптимально 720 Вт | NV23010 | Купить |
| 2 кВт | 40 - 45 Ач | ABS | - | NV23012 | Купить |
| 3 кВт | 63 - 60 Ач | ABS, TLC | 2U 415мм | 1215131 | Купить |
| 5 кВт | 104 - 120 Ач | TLC | 3U 615мм | В разработке | - |
| 10 кВт | 208 - 230 Ач | TLC | 6U 615мм | В разработке | - |
| 15 кВт | 312 Ач | TLC | Параллельно | В разработке | - |
| 30 кВт | 625 Ач | TLC | Параллельно | В разработке | - |
