Как выбрать аккумулятор для дома и инвертора

Сначала часы

КВт·ч показывают запас энергии

Киловатт-час можно представить как объём бака. Чем больше кВт·ч, тем дольше дом сможет работать при одинаковом потреблении. Но вся цифра из паспорта обычно не попадает в розетки: часть запаса оставляют для бережного отключения, а часть теряется при преобразовании энергии инвертором.

Для простого расчёта среднее потребление приборов умножают на нужное время. Например, если холодильник, свет, роутер и компьютер вместе в среднем потребляют 500 Вт, за восемь часов им потребуется около 4 кВт·ч уже на выходе системы.

Пример с аккумулятором 5,12 кВт·ч

Если производитель рекомендует использовать 80% запаса, остаётся 4,096 кВт·ч на стороне аккумулятора. При условной эффективности инвертора 94% в бытовых розетках получится около 3,85 кВт·ч.

Это не обещание точного времени. Холодильник, насос и кондиционер включаются неравномерно; температура, возраст аккумулятора, настройки и потери меняют результат. Поэтому в калькуляторе ДомоСвета мы начинаем с конкретных приборов, а окончательный расчёт уточняем по замерам.

Потом мощность

Почему 5,12 кВт·ч не означают мощность 5 кВт

Размер бака ничего не говорит о ширине трубы. Аккумулятор может хранить много энергии, но отдавать её с ограниченной скоростью. Эту скорость определяют рабочее напряжение, длительный ток встроенной системы управления, силовые разъёмы, кабели и настройки инвертора.

У Deye SE-G5.1 номинальные 51,2 В и 100 А·ч дают 5,12 кВт·ч запаса. Но длительный ток модели ограничен 50 А. Простое умножение даёт около 2,56 кВт на стороне постоянного тока при номинальном напряжении. Когда батарея разряжена и напряжение ближе к нижней границе 44,8 В, получается около 2,24 кВт. После потерь инвертора в розетках останется ещё немного меньше.

Пиковый ток тоже нельзя принимать за рабочий. Если в паспорте написано «100 А на 10 секунд», это возможность пережить короткое включение прибора, а не разрешение постоянно работать на 100 А. Насос, холодильник и кондиционер дополнительно проверяют по кратковременному скачку потребления при запуске.

Встроенная система управления аккумулятором, или BMS, следит за отдельными ячейками, температурой и током. При опасном состоянии она может остановить заряд или отключить приборы. Но BMS не заменяет правильно рассчитанные кабели, предохранители, защитные выключатели, совместимый инвертор и монтаж электриком.

Без мифов

LiFePO4, AGM или заливной свинец

«Литиевый» и «свинцовый» — слишком широкие слова. У каждой технологии есть разные модели и назначения. Автомобильная стартерная батарея рассчитана на короткий запуск двигателя, а для домашнего резерва нужен аккумулятор, рассчитанный на повторяющиеся длительные разряды.

Для частых отключений и будущей работы с солнечными панелями LiFePO4 обычно оказывается наиболее практичным выбором. Но качественный тяговый свинцовый аккумулятор не становится «бесполезным»: при редких отключениях и ограниченном бюджете он может выполнить задачу, если правильно рассчитан, заряжается подходящим устройством и не остаётся глубоко разряженным.

LiFePO4 обладает большей термической устойчивостью, чем многие никельсодержащие литиевые химии, но называть её негорючей нельзя. Безопасность зависит не только от ячеек, но и от корпуса, соединений, BMS, защиты, места установки и качества монтажа.

Смотрите условия

Циклы, глубина разряда и рекламные «6000 раз»

Один цикл — это не обязательно одно отключение света. Два разряда по 50% примерно соответствуют одному полному эквивалентному циклу. Чем глубже и быстрее аккумулятор разряжают, тем обычно меньше циклов он выдерживает. На ресурс также влияют температура, длительное хранение заряженным или разряженным и календарное старение.

Сравнивать две крупные цифры нельзя, пока не совпадают условия испытаний:

• DoD, или глубина разряда. 80% DoD означает, что использовали 80% запаса и оставили 20%;
• скорость заряда и разряда. Обозначение 0,5C для батареи 100 А·ч соответствует току 50 А;
• температура испытания. Паспортные циклы часто измеряют около 25 °C;
• конец ресурса. Один производитель считает батарею отработавшей при 80% остаточной ёмкости, другой — при 70%;
• гарантийный предел. Гарантия может закончиться не только по годам, но и по суммарно отданной энергии.

Например, Victron для одной своей линейки LiFePO4 указывает 2500 циклов при разряде на 80%, 3000 при 70% и 5000 при 50%; границей служит сохранение 80% исходной ёмкости. Руководство Deye SE-G5.1 заявляет не менее 6000 циклов при своих условиях и считает окончанием испытания остаточную ёмкость 70%. Эти числа нельзя напрямую поставить рядом как результат соревнования.

Что значит «разрядить до нуля»

Ноль процентов на экране обычно является программной границей. BMS отключает приборы раньше настоящего электрохимического нуля и оставляет небольшой защитный запас. Но после отключения внутренние устройства продолжают понемногу потреблять энергию. Если оставить батарею разряженной надолго, напряжение может упасть до уровня необратимого повреждения.

Поэтому разумное правило одинаково для лития и свинца: после отключения по низкому заряду восстановить заряд как можно скорее. BMS — это последняя защита, а не разрешение ежедневно оставлять аккумулятор пустым.

Класс всей системы

12, 24, 48 и 51,2 В: что выбрать

Напряжение выбирают вместе с инвертором, а не после его покупки. Чем ниже напряжение, тем больший ток нужен для той же мощности. Упрощённый пример без учёта потерь:

У LiFePO4 распространены значения 12,8, 25,6 и 51,2 В. Они получаются из групп ячеек с номиналом около 3,2 В. Аккумулятор 51,2 В из 16 последовательных групп обычно относят к классу систем 48 В. Но фразы «оба на 48 В» недостаточно: проверяют нижнюю и верхнюю границы напряжения, зарядные настройки, допустимый ток и связь между устройствами.

Для небольшого резерва нескольких приборов может быть достаточно 24-вольтового решения. Для дома и инвертора мощностью около 5–6 кВт обычно рассматривают 48-вольтовый класс, чтобы не получать чрезмерный ток. Точный выбор делают после расчёта приборов. Подробнее об этом будет в руководстве как выбрать инвертор для дома.

Заряд и разряд — не одно

Что происходит на холоде и в жару

Надпись «работает до −20 °C» часто относится только к разряду. Заряд литиевого аккумулятора на холоде может быть запрещён раньше. Например, Deye SE-G5.1 разрешает заряд от 0 °C, а Victron для своей Lithium Smart устанавливает нижнюю границу +5 °C. Универсального порога для всех LiFePO4 нет.

• смотрите отдельные диапазоны для заряда, разряда и хранения;
• проверяйте, измеряет ли BMS температуру ячеек и действительно ли запрещает холодный заряд;
• если помещение промерзает, выбирайте предусмотренный производителем подогрев или другое место установки;
• не забывайте, что на холоде доступные ёмкость и мощность могут уменьшиться;
• жара тоже ускоряет старение, поэтому закрытый раскалённый короб — плохое место даже для модели с широким паспортным диапазоном.

Уточняйте также степень защиты корпуса. Например, IP20 у Deye SE-G5.1 не делает её уличной батареей. Сухое помещение, допустимая температура, расстояния до других предметов и способ крепления выбирают по руководству точной модели.

Второй модуль позже

Как проверить возможность расширения

Параллельное соединение сохраняет напряжение и увеличивает запас энергии. При правильной схеме может увеличиться и допустимый общий ток. Но слово «параллельно» в карточке товара ещё не гарантирует простое расширение.

1. Найдите точный предел. Производитель должен указать максимальное число модулей и необходимость дополнительного блока управления.
2. Проверьте силовую схему. Ток нескольких батарей нельзя без проверки проводить через разъёмы и короткие перемычки первого модуля.
3. Сопоставьте версии. Нужны совместимые модели, программное обеспечение и правила добавления новой батареи к уже работавшей.
4. Проверьте связь. Инвертор должен получать правильный общий уровень заряда и допустимые токи от ведущей батареи или общего контроллера.
5. Заложите место и защиту. Второй модуль означает дополнительную массу, кабели, предохранитель и место для безопасного обслуживания.

Deye для SE-G5.1 разрешает параллельное расширение, но в руководстве показывает разные способы силового подключения для систем до и выше 3,6 кВт. Это важная деталь: количество батарей само по себе не подтверждает, что весь их ток можно провести через один общий разъём.

Если солнечные панели планируются позже, батарею всё равно выбирают вместе с будущим гибридным инвертором. О том, что проверить на стороне крыши и панелей, рассказываем в статье как выбрать солнечные панели для дома. Готовый вариант без панелей описан на странице резервного питания дома от аккумулятора.

До оплаты

Какие характеристики и документы запросить

Хорошая карточка товара должна позволять проверить не только ёмкость. Если продавец не может назвать точную модель, длительный ток или условия гарантии, сравнить предложение с другим невозможно.

Для литиевой батареи полезно запросить UN 38.3 Test Summary. Оно показывает, что тип батареи прошёл предусмотренные транспортные испытания. Это не доказательство заявленной ёмкости, числа циклов или безопасности установки в доме.

Обозначения IEC 62619, UL 1973 и другие стандарты имеют смысл только вместе с сертификатом на точную модель и возможностью проверить выдавшую организацию. В России и ЕАЭС применимость обязательного подтверждения соответствия зависит от вида оборудования и соответствующего технического регламента — одной универсальной «бумаги на любой аккумулятор» нет.

Проверка за две минуты

Чек-лист перед покупкой аккумулятора

1. Определите приборы. Запишите, что должно работать обязательно, а что можно не включать при отключении.
2. Посчитайте время. Умножьте среднее потребление на нужное число часов и добавьте запас на потери.
3. Проверьте мощность. Длительный ток аккумулятора должен покрывать одновременно работающие приборы с запасом.
4. Проверьте включение приборов. Насос, холодильник и кондиционер могут кратковременно потреблять больше.
5. Сопоставьте напряжение. Полный рабочий диапазон аккумулятора должен подходить инвертору.
6. Подтвердите связь. Для современной литиевой системы предпочтительна документированная совместимость BMS и инвертора.
7. Проверьте температуру и место. Учтите холодный заряд, жару, влажность, массу и крепление.
8. Решите вопрос расширения. Узнайте заранее, можно ли добавить такой же модуль через год и что для этого понадобится.
9. Прочитайте гарантию. Ищите не только годы, но и ограничения по режиму, температуре и суммарной энергии.
10. Не покупайте по одной цифре. Сравните полный паспорт и официальный документ точной модели.

Рассчитать нужный запас энергии можно без телефона и отправки заявки. Калькулятор сразу покажет ориентир по времени и стоимости, а перед монтажом специалист проверит фактические приборы, щит и место установки.

Проверяемые данные

Официальные источники

• Deye SE-G5.1 User Manual — ёмкость, напряжение, длительный и пиковый ток, температура, циклы, обслуживание и параллельное подключение;
• официальная страница Deye SE-G5.1 — текущая карточка модели и загрузки производителя;
• Victron Lithium Battery Smart: технические данные — пример зависимости числа циклов от глубины разряда и температурные пределы;
• Victron Lithium Battery Smart: установка — работа BMS и правила соединения модулей конкретной серии;
• Trojan Battery Maintenance — рекомендации производителя по разряду и обслуживанию свинцовых батарей;
• Sandia National Laboratories: Safety Strategy — различия литиевых химий и оговорки по безопасности LFP;
• UNECE Manual of Tests and Criteria, 38.3.5 — состав транспортного резюме испытаний литиевой батареи;
• официальные реестры ЕАЭС — проверка сертификатов и деклараций о соответствии.

Числа в статье приведены для объяснения принципа и конкретных моделей из официальных руководств. Они не переносятся автоматически на аккумулятор с похожим названием. Перед покупкой и монтажом проверяют точную модель, редакцию документа и совместимость всей системы.

Частые вопросы

Коротко о выборе аккумулятора

Следующий шаг

Выбрать остальные части системы