ИБП для частного дома: типы, мощность и время автономии

Слово «ИБП» обозначает три разных товара

ИБП — источник бесперебойного питания: устройство, которое держит напряжение, когда сеть его не даёт. Сложность в том, что этим словом называют три разных класса техники. Человек читает обзор, где бесперебойник для дома стоит двенадцать тысяч, потом видит предложение за триста и решает, что его обманывают. На деле это разные задачи.

Второй и третий класс — это то, что обычно и ищут как «ИБП для дома с аккумуляторами»: батареи вынесены из корпуса, и от их количества напрямую зависит время работы.

Разница между вторым и третьим классом не в мощности, а в том, что гибридный инвертор умеет работать не только от сети: у него есть вход солнечных панелей и отдельный вход генератора со своей логикой. Если панелей не планируется, он всё равно остаётся полноценным ИБП — просто один из входов не используется.

Дальше в статье речь о втором и третьем классе: компьютерный ИБП задачу резервного питания дома не решает и решать не должен.

Вольт-амперы и ватты: почему 1000 ВА — это не 1000 Вт

На коробках ИБП мощность пишут в вольт-амперах, а техника потребляет ватты. Это не одно и то же: ВА — полная мощность, Вт — активная, отношение между ними называется коэффициентом мощности.

У бытовых ИБП он обычно 0,6–0,7. То есть аппарат «на 1000 ВА» рассчитан примерно на 600–700 Вт активной нагрузки, и это значение указано в паспорте отдельной строкой — смотрите её, а не цифру на лицевой стороне коробки.

У инверторов такой подмены нет: у DEYE SUN-5K-SG04LP1-EU-SM2 в паспорте стоят и 5000 Вт номинальной мощности, и 5500 ВА полной, и 10 000 Вт пиковой на 10 секунд.

Пиковая строка — не маркетинг. Холодильник, скважинный насос и циркуляционный насос в момент пуска берут кратно больше своего номинала, и именно на пуске недорогой ИБП уходит в защиту. Почему так происходит и как считать — пусковой ток.

Что именно вы резервируете

Мощность источника бесперебойного питания для дома определяется не средним потреблением, а максимумом того, что включится одновременно, плюс запас на пуск. Поэтому первый шаг — решить, что должно работать при отключении.

Типичная резервная группа частного дома:

• газовый котёл с автоматикой и циркуляционные насосы — обычно 100–300 Вт в работе;
• холодильник — десятки ватт в среднем за сутки, но кратно больше в момент пуска компрессора;
• освещение на светодиодах — десятки ватт на дом;
• роутер, видеонаблюдение, сигнализация, автоматика ворот — единицы и десятки ватт.

В сумме это несколько сотен ватт постоянной нагрузки. Дом с такой резервной группой отключения практически не замечает.

Другой сценарий — резервировать всё: бойлер, варочную панель, тёплые полы, кондиционеры. Это уже киловатты, и разница не в два раза, а в порядок: меняется и мощность инвертора, и размер накопителя, и цена.

Практический вывод: резервная линия выводится отдельным щитом. Это единственный способ не платить за накопитель, рассчитанный на пиковое потребление всего дома ради того, чтобы ночью не остановился котёл.

Время автономии: считайте по полезной ёмкости

Формула простая, ошибаются в исходных данных:

Время = номинальная ёмкость × допустимая глубина разряда × КПД ÷ мощность нагрузки

Полезная ёмкость всегда меньше паспортной. У литиевого модуля DEYE SE-G10.2 в паспорте 10,24 кВт·ч и глубина разряда 80 %, значит доступно 8,19 кВт·ч. За вычетом потерь преобразования остаётся примерно 7,8 кВт·ч.

Теперь то же самое для свинца. Банк из четырёх AGM по 200 А·ч на 48 вольт — это 9,6 кВт·ч номинально, то есть на бумаге больше, чем литиевый модуль выше. Но ресурс свинца нормируют при разряде примерно наполовину: глубже — и вместо шестисот циклов получите четыреста. Считая на 50 %, полезными остаются около 4,5 кВт·ч.

Больший по паспорту банк даёт почти вдвое меньше работы. Это и есть главная причина, по которой сравнение «по ампер-часам» вводит в заблуждение. Подробный разбор трёх химий с ресурсом из паспортов — аккумулятор для дома.

Ток заряда: параметр, который не спрашивают

Второй вопрос после «на сколько хватит» должен быть «за сколько восстановится». Его почти никогда не задают, а он решает, будет ли система работать при частых отключениях.

У SE-G10.2 в паспорте максимальный ток заряда 100 А, при номинальных 51,2 В это около 5 кВт. Инвертор SUN-5K-SG04LP1-EU-SM2 отдаёт в батарею до 120 А. Практически это значит, что после полного разряда накопитель набирается примерно за два часа — при условии, что такая мощность есть в сети или от панелей.

Свинцовый банк так не умеет. Рекомендованный ток заряда у свинцово-кислотных батарей обычно составляет 0,1–0,2 от ёмкости (точное значение — в паспорте конкретной модели): для 200 А·ч это 20–40 А. И это только основная фаза; дальше идёт фаза дозаряда, которая по паспортам длится часами и которую нельзя пропускать.

Отсюда следствие, о котором узнают на второй сезон. Если свет отключают дважды в сутки, свинцовый банк не успевает зарядиться до конца и постоянно работает недозаряженным — а именно хронический недозаряд его и убивает через сульфатацию. Литий в том же режиме просто восстанавливается между отключениями.

Три сценария и что брать под каждый

Ниже три типичных случая, ради которых покупают бесперебойник для дома на случай отключения электричества. Решения в них разные.

Только котёл и насосы, отключения по часу несколько раз в год. Здесь честный ответ такой: специализированный котельный ИБП с одной внешней батареей решает задачу дешевле, чем любая инверторная система. Мы такие не продаём и убеждать вас в обратном не будем. Что важно проверить при выборе — бесперебойник для газового котла: там про чистый синус, фазировку и заземление, из-за которых котёл не запускается даже на исправном ИБП.

Резервная группа дома на ночь, отключения регулярные. Нужен инвертор на 3–5 кВт и накопитель на 5–10 кВт·ч. Готовая связка 3 кВт с накопителем 5,3 кВт·ч стоит 227 100 ₽ и даёт около 4 кВт·ч полезных — это ночь работы котла, холодильника и света.

Весь дом, отключения частые и длинные. Комплект 5 кВт с накопителем 10,2 кВт·ч — 334 700 ₽, вариант 10 кВт с 16 кВт·ч — 593 300 ₽. Здесь же имеет смысл сразу заложить возможность добавить панели: гибридный инвертор их уже поддерживает, а батарея, которая днём заряжается от солнца, перестаёт быть только страховкой.

Подобрать связку под своё потребление можно в калькуляторе, готовые варианты — в каталоге комплектов резервного питания.

Где это будет стоять

Вопрос кажется второстепенным ровно до доставки.

Вес. Литиевый модуль SE-G10.2 весит 85 кг при габаритах 710×540×133 мм — это один предмет. Свинцовый банк сопоставимой полезной ёмкости — это четыре и более батарей по несколько десятков килограммов каждая, суммарно ближе к четверти тонны, плюс стеллаж под них.

Температура. У литиевых модулей заряд разрешён от 0 °C — в неотапливаемом гараже зимой батарея заряжаться не будет. Разряжать можно при минусе, а заряжать нет, и это не дефект, а физика: литий при отрицательной температуре повреждается именно на заряде.

Помещение. Степень защиты у батарейных модулей обычно IP20 — сухое помещение обязательно. Свинцовые батареи при перезаряде выделяют водород, поэтому им нужна вентиляция; герметичные AGM в этом смысле спокойнее обслуживаемых, но проветриваемое помещение нужно и им.

Шум. У инвертора есть вентилятор, он слышен под нагрузкой. По сравнению с генератором это тишина, но ставить систему в спальне не стоит. Котельная, техническое помещение или отапливаемый тамбур — типичные места.

ИБП и генератор — не обязательно «или»

В доме, где свет пропадает на сутки и больше, эти два решения дополняют друг друга. Батарея закрывает первые часы бесшумно и без участия человека, генератор подхватывает дальше и заодно подзаряжает накопитель.

У гибридных инверторов для этого есть отдельный вход генератора со своей логикой: инвертор понимает, что источник нестабилен по частоте, и не пытается синхронизироваться с ним как с сетью. Подключать генератор на сетевой вход не следует.

Если же выбор стоит именно «или» — генератор или инвертор с аккумулятором: там цена владения, шум в децибелах и регламент обслуживания из руководства.

Чего не стоит делать

Подключать внешний банк к компьютерному ИБП. Его зарядное на такую ёмкость не рассчитано ни по току, ни по режиму работы.

Собирать банк из разных батарей. Старые с новыми, разной ёмкости, разных производителей — сборка выравнивается по худшей.

Считать время работы по номинальной ёмкости. Реальная цифра меньше на глубину разряда и на КПД, у свинца — почти вдвое.

Брать модифицированный синус для котла или насоса. Для оборудования с электродвигателем и электроникой нужна чистая синусоида.

Экономить на сечении кабеля от батареи до инвертора. При ста амперах разряда потери на тонком проводе превращаются в нагрев.

Что дальше

Посчитать связку под своё потребление — калькулятор. Разбор химий аккумуляторов с ресурсом из паспортов — аккумулятор для дома. Что проверить, если резервируется котёл, — бесперебойник для газового котла. Готовые связки инвертора с накопителем — комплекты резервного питания.

Частые вопросы