Sr. Project Manager в AltexSoft Евгений Овдиюк рассказал, как обеспечить бесперебойную работу при отключении электроэнергии. Свои советы от имени квалифицированного инженера-электрика с 10-летним стажем он изложил на форуме DOU. Рассказываем рецепт бесперебойной работы и на dev.ua. Евгений уже использует свою методику во временном доме, куда перебрался из Харькова.
Sr. Project Manager в AltexSoft Евгений Овдиюк рассказал, как обеспечить бесперебойную работу при отключении электроэнергии. Свои советы от имени квалифицированного инженера-электрика с 10-летним стажем он изложил на форуме DOU. Рассказываем рецепт бесперебойной работы и на dev.ua. Евгений уже использует свою методику во временном доме, куда перебрался из Харькова.
Хочу обратить внимание на аббревиатуры, на которые вы можете встретить бытовые приборы питания:
Следует помнить и о следующей базовой физике:
Когда вы будете определять емкость батареи и сравнивать характеристики с зарядными устройствами, обязательно нужно перевести ампер-часы (А*ч) работы в ватт-часы (Вт*ч), ведь вы не знаете, какое напряжение есть внутри батарей. Обычно это 3.7 В для Li-ion аккумуляторов, но бывают и другие, например 12.6 В для автомобильных, или 3.2 В для LiFePo4.
Обратите внимание! Если считаете Втч для пауэрбанков, которые в основном используют литий-ионные батареи, указанные на устройстве Ач нужно умножать на 3.7. Если же говорится об автомобильных аккумуляторах, то умножайте на 12. Не забывайте, что миллиампер нужно перевести в ампер — поделить на 1000.
Например, если у вас есть карманный пауербанк на 10 000 миллиампер, сначала стоит перевести электрический заряд А*ч в Вт*ч. Для этого 10000/1000 = 10 А*ч. Далее расчет будет следующим: 10*3.7 = 37 Вт*ч.
В Вт*ч нужно всегда считать емкость аккумулятора, так как этот показатель не зависит от издаваемого напряжения. Таким образом вы всегда можете сравнить автомобильный аккумулятор с пауербанком или батарею от своего электроскутера с бесперебойным блоком питания. Таким образом, объем энергии батареи всегда считаем в Вт*ч.
Обратите внимание! Объем энергии высчитывается в Вт*ч, а мощность прибора в Вт. Если вы разделите Вт*ч батареи на Вт устройства, то получите часы работы устройства от батареи.
Если же отметок потребления электроэнергии на технике указано несколько, учитывайте максимальный показатель. Но следует понимать, что средняя мощность будет около 50-70% от максимальной. Это делается, чтобы блоки питания не работали на максимуме своих возможностей.
Когда вы разобрались с тем, какие приборы в доме сколько энергии потребляют за час работы в сумме, вам необходимо определить, что именно в вашем доме критически на случай отключения электропитания и как долго должно работать.
Также следует определиться с нагрузкой на генераторы или переносные зарядные станции. Для этого подумайте, какие приборы будут подключены к станции питания одновременно и постоянно, а какие время от времени. Так вы можете рассчитать, какой именно мощности вам нужен источник питания.
Отмечу, что дополнительно следует сосчитать и запас мощности. Для этого к сумме средней мощности приборов, которые могут быть одновременно подключены к вашей домашней «электростанции», добавьте еще 20-30%. Это нужно для того, чтобы источник питания работал в оптимальном режиме, не перегружался и не ломался раньше времени в критический момент.
Важным показателем является и коэффициент пускового тока — число-множитель, на который увеличивается ток на доли секунды при запуске техники с электродвигателем. Такой скачок напряжения может в несколько раз превышать номинальное значение. И пусть вас не вводит в заблуждение длительность такого скачка, ведь он может существенно повлиять на работу электрогенераторов, стабилизаторов и источников бесперебойного питания.
К сожалению, измерить значение пускового тока в домашних условиях без специализированного измерительного прибора невозможно, поэтому можно использовать усредненные значения коэффициентов пускового тока.
Как рассчитать коэффициент пускового тока:
К примеру, мощность микроволновки составляет 800 Вт, а ее коэффициент пускового тока составляет 2.0. Чтобы сосчитать, сколько Вт ей нужно, чтобы запуститься, нужно: 800*2 = 1600 Вт.
Для вычисления мощности зарядных устройств нужно взглянуть на маркировку на блоке питания. Мощность там будет отображаться в Вт, напряжение в В, а ток в А. Проведя вышеперечисленные расчеты, вы сможете понять, сколько времени эта зарядка или блок питания могут работать, сколько дать энергии в час.
Однако отмечу, что данные на маркировке это максимальные показатели того, что может выдать зарядка. Как я отмечал выше, техника же обычно потребляет 50-70% того, что она может выдать.
Также выбирая приборы питания, нужно учитывать нагрузку, которую будет давать ваша техника, и потребление ею электроэнергии. В характеристиках на зарядных станциях мы можем увидеть их Вт (W), А (A) и В (V), и, соответственно, вычислить, сколько энергии за сколько времени они могут выдать. Напомню, что для того, чтобы определить время работы прибора, нужно Вт*ч поделить на Вт.
В соответствии с вашими потребностями в питании приборов следует выбирать источник питания. Сразу отмечу, что солнечные панели для квартир — не лучший выбор обеспечения временной энергией, особенно в экстренных ситуациях. Ведь для эффективного использования такого источника питания нужно много пространства, небольшие солнечные панели размером до 2 квадратных метров будут давать мало электроэнергии. Кроме того, для эффективного их использования необходима ясная погода и место, где не будет препятствий солнечным лучам. Ведь даже чистые окна будут сильно «срезать» их эффективность.
ИБП, бесперебойник или UPS — это автоматическое устройство, позволяющее подсоединенному к нему оборудованию некоторое время работать от встроенных аккумуляторов. Также он способен изменять показатели качества электропитания для достижения рекомендуемых показателей. Однозначный плюс такого источника питания состоит в том, что он способен защитить электроприборы от внезапных скачков напряжения.
ИБП бывают разных видов, однако ИБП непрерывного действия с двойным преобразованием является надежным вариантом обеспечения бесперебойного питания техники. У этого вида «домашней электростанции» реализована система двойного преобразования, а также резервная линия By-pass, повышающая ее надежность.
Такие ИБП постоянно подключены к электропитанию, и если свет пропадет — вы даже этого не заметите, ведь устройство переключается на аккумулятор без задержки во времени.
Также пригодиться могут ИБП с правильной синусоидой. Они позволяют создать систему бесперебойного энергообеспечения и эксплуатацию чувствительной бытовой техники (котлы, холодильники и т. п.).
Однако у ИБП есть и существенный минус — часто его выгодно использовать только на отдельный тип техники. Также этот прибор не позволит снабжать электроэнергией все жилье, ведь стоимость такого его использования будет сногсшибательной.
В отличие от ИБП, генераторы выдают значительно больше электроэнергии и выдерживают большую нагрузку. Однако у них есть существенные минусы для использования в квартире: шум работы, выхлопы и зарядка от топлива. Поэтому генераторы лучше подходят для использования в частных домах, однако при правильной и безопасной эксплуатации их можно установить и в квартирах или офисах.
В частности, если вы живете на первых этажах и долгое время находитесь без света, то можете поместить такие генераторы на улице или в подвале многоэтажки.
Обратите внимание, что есть генераторы синхронного двигателя и инверторные генераторы.
Инверторные генераторы — более экономные. Обычно они могут регулировать обороты в зависимости от потребления электроэнергии. Такие генераторы выдают постоянную характеристику тока и обороты двигателя независимо от того, какая нагрузка от них требуется.
Инверторные подойдут для подавляющего большинства бытовых приборов в вашем доме.
Зато обычные генераторы более просты, поэтому надежнее и дешевле. Их обычно используют там, где характеристики тока не так важны. Это могут быть освещения, электродвигатели и т. д.
Еще одна вещь, на которую стоит обратить внимание — номинальная и максимальная мощность вашего генератора. Под номинальной считается его рабочая мощность при нормальном, не чрезмерном использовании. В таком режиме он будет работать столько, сколько нужно.
Однако если вы загрузите его приборами под «завязку», то через короткое время сработает тепловая защита и генератор отключится. Время такой работы может варьироваться от нескольких секунд до десятков минут. Максимальная мощность требуется, чтобы перекрыть пусковые токи, возникающие при включении электроприбора.
Значения номинальной и максимальной мощности должны быть указаны на генераторе, если отметка только одна, обычно она сообщает именно о максимальной мощности. Номинальная обычно это 70-80% от максимальной.
Обратите внимание! Длительное использование генератора на «пределе возможностей» существенно сокращает срок его службы, вместе с тем более значительным становится и расход топлива.
Также при выборе генератора следует обратить внимание на вид топлива, количество и тип розеток или портов для подключения приборов к нему. Для бытовых приборов требуется однофазный генератор.
Однако не только готовые аккумуляторы или генераторы могут помочь в экстренных случаях. Пауербанк можно собрать и самому. Для этого нужно купить:
Более того, эти составляющие могут понадобиться потом для использования в автомобиле.
При покупке инвертора учитывайте, что следует покупать его с запасом мощности. То есть если вам нужно 150 Вт, покупайте мощностью в 250-300 Вт.
Любопытно! Чем тяжелее инвертор, тем он мощнее, ведь радиаторы, трансформаторы для разной мощности будут иметь разный вес. То есть если на этикетке указана мощность 2 киловатт, а весит он с пёрышко — вас обманывают.
Вы должны рассчитать сколько электроэнергии вам нужно, и в соответствии с этим покупать комплектующие. Например:
Но не нужно преувеличивать с емкостью аккумулятора, так как для большего аккумулятора потребуется больше времени на зарядку или мощное зарядное устройство.
Также отмечу, что инверторы бывают разными: под разные вилки, разную мощность (на 300, 500 Вт и т. д.), с выходом быстрой зарядки для телефонов и т. д. Все зависит только от вашего кармана и потребностей.
Однако есть возможность обойтись даже и без инвертора, если заряжать планируете только приборы с обычного USB или Type-C. Для этого достаточно вместо него приобрести автомобильную зарядку на 65, 100 или 160 Вт, а также переходник для автомобильного прикуривателя.
Зарядное устройство и его мощность можно выбирать после выбора аккумулятора. Расчет мощности очень прост — это 10% от емкости аккумулятора. То есть, если аккумулятор у вас мощностью 100 А*ч, то зарядка должна быть на 10 А.
Если зарядка будет меньше, то аккумулятор будет дольше заряжаться. Рассчитать время полной зарядки разряженного аккумулятора тоже просто: 100 А*ч/10 А= 10 часов.
Зарядку следует выбирать с индикатором, чтобы увидеть напряжение и уровень заряда собственноручно собранного пауербанка. Также современные зарядные устройства не следует контролировать лично. Они выключаются, когда устройство зарядилось.
Однако, кроме выбора, им нужно и правильно пользоваться. Да:
Преимущество собственноручно собранного пауербанка также и в том, что вы можете самостоятельно определять его мощность. Если вам нужно, чтобы он выдавал электроэнергию дольше, можно приобрести больше аккумуляторов и объединить их в одну цепь параллельно, образовав таким образом блок батарей. Не забыв, конечно, высчитать необходимые характеристики зарядки и инвертора.
Все эти расчеты помогут сохранить стабильную работу ваших приборов на время. Однако если повреждения критической инфраструктуры будут существенными, свет может пропасть и больше, чем в сутки. На такие случаи подумайте о более радикальных действиях.
Ведь при длительном отсутствии электроснабжения бесперебойное функционирование того же интернета будет зависеть не только от вас, но и от провайдеров и башен связи, без электроэнергии могут работать ограниченное время (обычно от 4 часов в сутки). При столь длительном отсутствии электроснабжения базовые башни переходят в режим 2G, а скоростной интернет полностью пропадает.
Однако интернет может стать меньшей из неприятностей, ведь от электроэнергии зависят также водо- и газоснабжение. Поэтому если повреждения критичны и света нет долго, нужно обдумывать решение проблемы не только дополнительными приборами питания.
Именно поэтому, замечу, и не стоит покупать или собирать питающие приборы, которые смогут работать у вас бесперебойно неделями, особенно, если вы проживаете в квартире. Блэкаут на длительное время сделает эти усилия бесполезными.
Разработайте сценарии реагирования на случай отсутствия электроэнергии:
