ИБП по-домашнему

Экономическая мотивация

Мы рас­смот­рим отно­ситель­но самодель­ное решение. Самодель­ное — потому что мы не будем покупать готовый ИБП для нашей сер­верной, а отно­ситель­но — потому что собирать его мы будем из готовых ком­понен­тов. Ничего паять не нуж­но, а из инс­тру­мен­тов тебе понадо­бит­ся как минимум отвер­тка, а как мак­симум — ком­плект гаеч­ных клю­чей.

Од­нако сна­чала нуж­но оце­нить, сколь­ко сто­ят готовые решения, что­бы понять, име­ет ли смысл наша затея. В качес­тве при­мера возь­мем сна­чала недоро­гой UPS STR500SL-18 (500 В ⋅ А / 400 Вт), цена на дан­ный момент сос­тавля­ет 39 800 руб­лей, а при 80% наг­рузки мы получим 30 мин авто­ном­ной работы.

Сам понима­ешь, 400 Вт (а 80% — это 320 Вт) — не наш вари­ант, малова­то. Нес­мотря на то что этот ИБП сто­ечный, он подой­дет толь­ко для питания обыч­ного (не игро­вого) ком­па. В сер­верной он при­годит­ся раз­ве что для питания маломощ­ного сетево­го обо­рудо­вания вро­де вся­ких свит­чей, роуте­ров и про­чей подоб­ной тех­ники. Не подумай, что я кри­тикую кон­крет­но эту модель, — это каса­ется всех подоб­ных решений на 500 В ⋅ А / 400 Вт.

Возь­мем более дорогой UPS — STR1103SL. Фото при­водить не ста­ну: он похож на пре­дыду­щую модель, отли­чает­ся толь­ко цве­том экра­на и нем­ного дру­гой его фор­мой. Что мы получим за доволь­но ощу­тимые 92 460 руб­лей? В харак­терис­тиках все солид­но: 3 кВ ⋅ А / 2,7 кВт. А при 80%-й наг­рузке мы получим все­го четыре минуты авто­ном­ной работы. То есть если твое обо­рудо­вание пот­ребля­ет 2700 Вт ⋅ 0,8 = 2160 Вт, то ты про­дер­жишь­ся все­го лишь четыре минуты и ни секун­дой доль­ше.

У меня в хозяй­стве есть пароч­ка ста­рич­ков HP Proliant, каж­дый с бло­ком питания по 700 Вт. Конеч­но, 1,4 кВт они никог­да не пот­ребля­ли, но в сред­нем, в зависи­мос­ти от наг­рузки, каж­дый из них куша­ет по 500 Вт. Если быть пре­дель­но точ­ным, то 2,2 А при нап­ряжении 227 В — это 499,4 Вт. Возь­мем с запасом: 600 Вт каж­дый, ито­го 1200 Вт. А наш STR1103SL может выдер­жать наг­рузку 2160 Вт аж четыре минуты, сле­дова­тель­но, если вык­лючат свет, то этот UPS обес­печит авто­ном­ность на восемь минут. Малова­то. Так­же к недос­таткам подоб­ных ИБП мож­но отнести дол­гое вре­мя заряд­ки батареи: может слу­чить­ся, что к сле­дующе­му отклю­чению све­та батарея не успе­ет зарядить­ся пол­ностью.

Ко­неч­но, есть и UPS, к которым мож­но под­клю­чить внеш­ние батареи, в резуль­тате чего вре­мя работы будет зависеть от емкости внеш­них батарей. Но цена такого решения без батарей сос­тавля­ет 182 440 руб­лей. По нынеш­нему кур­су это 1754 дол­лара (перес­читываю, пос­коль­ку ком­понен­ты нуж­но будет заказы­вать на всем извес­тном китай­ском сай­те, а эти товари­щи счи­тают всё в дол­ларах). Дорого­вато, не так ли?

Альтернатива

В качес­тве аль­тер­нативы подоб­ным решени­ям я пред­лагаю исполь­зовать гиб­ридные инверто­ры. Обыч­ный инвертор, как мы зна­ем, поз­воля­ет пре­обра­зовать пос­тоян­ный ток, который он возь­мет, ска­жем, от акку­муля­тора 12 В (даже обыч­ного авто­мобиль­ного), в перемен­ный ток 220 В.

Гиб­ридный инвертор исполь­зует­ся в сол­нечных стан­циях и поз­воля­ет под­клю­чать не толь­ко батареи, но и сол­нечные панели, а так­же под­мешивать энер­гию из сети. Схе­ма такой сол­нечной стан­ции показа­на ниже.

Ал­горитм фун­кци­они­рова­ния такой сис­темы зависит от нас­тро­ек инверто­ра, но обыч­но все работа­ет так:

• Ес­ли мож­но получить энер­гию от сол­нечных панелей и под­клю­чен­ная наг­рузка ее не пре­выша­ет, то мы пита­емся от сол­нечных панелей и умень­шаем счет за элек­три­чес­тво. Оста­ток энер­гии сбра­сыва­ется в батарею или про­дает­ся в сеть по зелено­му тарифу.
• Ес­ли сол­нечные панели не перек­рыва­ют наг­рузку, то энер­гия под­мешива­ется из сети или батареи, ког­да сети нет. Дру­гими сло­вами, панели сей­час выраба­тыва­ют 1 кВт энер­гии, а нам нуж­но 1,5 кВт. Так вот, недос­тающие 500 Вт будут взя­ты из сети или из батареи (нап­ример, если сети нет или если в нас­трой­ках ука­зано, что нуж­но исполь­зовать сна­чала энер­гию акку­муля­тора).

В качес­тве сети так­же может выс­тупать генера­тор. Нап­ример, если в розет­ке нет нап­ряжения, инвертор может подать сиг­нал на запуск генера­тора для заряд­ки батареи или питания наг­рузки.

Все это выг­лядит очень слож­но и очень дорого. Но теперь пред­ста­вим, что ни генера­тора, ни сол­нечных панелей у нас нет. Име­ется толь­ко инвертор, батарея, сеть и наг­рузка. В ито­ге мы получим иде­аль­ный ИБП для нашей сер­верной, квар­тиры или даже все­го час­тно­го дома (о мно­гоэтаж­ках речи не идет). Прос­то огромный «повер­банк» для все­го помеще­ния.

Сра­зу ого­ворюсь: подоб­ное решение вряд ли устро­ит дата‑цен­тры, пос­коль­ку там не два‑три сер­вера, а гораз­до боль­ше и для резер­вно­го питания умес­тнее исполь­зовать дизель­ные генера­торы на 20–30 кВт. Мож­но пос­тро­ить и сол­нечную стан­цию на 30 кВт, но такое решение уже вряд ли будет счи­тать­ся бюд­жетным. Но, учи­тывая, что дизель­ный генера­тор тоже сто­ит немало, все нуж­но прос­читывать. Мы сей­час углублять­ся в матема­тику с эко­номи­кой не будем. Наша задача — обес­печить питание нашей мини‑сер­верной, а в качес­тве бонуса мы получим резер­вное питание для все­го помеще­ния.

Альтернатива альтернативе

Ко­неч­но, есть и аль­тер­нативы гиб­ридным инверто­рам. Нап­ример, те же генера­торы. Но в квар­тире или в офи­се ты не смо­жешь его исполь­зовать по понят­ным при­чинам, а в час­тном доме или на каком‑нибудь загород­ном объ­екте генера­тор под­ходит раз­ве что в качес­тве «резер­ва для резер­ва» — ког­да батарея раз­рядилась, сети нет, а заряжать ее чем‑то надо. Шум, вонь, необ­ходимость хра­нения запасов ГСМ (бен­зин или дизель), регуляр­ная зап­равка, пери­оди­чес­кое тех­ничес­кое обслу­жива­ние (нуж­но регуляр­но менять мас­ло, све­чи и про­чее)… В общем, это не решение для XXI века.

Од­нако если ты пог­ружал­ся в воп­рос обес­печения резер­вно­го питания, то навер­няка видел в про­даже заряд­ные стан­ции вро­де EcoFlow. Про­дукт на самом деле неп­лохой. Та же Delta 2 дер­жит наг­рузку 1,8 кВт (с момен­таль­ной перег­рузкой в 2700 Вт), име­ет «запас хода» 1024 Вт ⋅ ч и сто­ит 96 тысяч руб­лей.

Что такое «запас хода», она же емкость, выражен­ная в ватт‑часах (Wh)? Если мы говорим о кон­крет­ной циф­ре в 1024 Вт ⋅ ч, то это озна­чает, что при наг­рузке в 1 кВт батарея дол­жна про­дер­жать­ся око­ло одно­го часа. Если брать при­мер с дву­мя сер­верами, пот­ребля­ющи­ми 1–1,2 кВт в час, то это устрой­ство про­дер­жится чуть менее часа. Не очень мно­го, но все же луч­ше, чем восемь минут за те же день­ги. Конеч­но, мож­но за 76 тысяч руб­лей под­клю­чить еще одну батарею на 1024 Вт ⋅ ч, и общий запас у тебя будет 2048 Вт ⋅ ч, а обой­дет­ся тебе вся эта затея в 172 тысячи. Все рав­но дорого.

Приборы и материалы

Для начала перечис­лим, что нам понадо­бит­ся. Нам нуж­ны сле­дующие ком­понен­ты:

• гиб­ридный инвертор;
• ак­кумуля­тор(ы) или ячей­ки, если ты решишь собирать акку­муля­тор сам;
• пла­та BMS, если будешь делать акку­муля­тор самос­тоятель­но;
• про­вода нуж­ного сечения, иду­щие от акку­муля­тора к инверто­ру;
• мед­ные луженые наконеч­ники нуж­ного типа и раз­мера (раз­мер зависит от сечения кабеля);
• ка­бель пятижиль­ный ВВГнг или ПВС, сечение (2,5, 4 или 6) зависит от мощ­ности инверто­ра;
• два двух­полюс­ных авто­мати­чес­ких вык­лючате­ля нуж­ного номина­ла;
• оп­циональ­но: пре­дох­ранитель или авто­мати­чес­кий вык­лючатель для пос­тоян­ного тока, номинал зависит от инверто­ра (от 100 А);
• щи­ток для авто­матов минимум на шесть мест.

По­ка это общий спи­сок, и по мере выбора обо­рудо­вания он будет уточ­нять­ся. Выбор ком­понен­тов зависит от самого инверто­ра, акку­муля­тора, а так­же от спо­соба под­клю­чения. Но обо всем по поряд­ку. Ничего не покупай, пока не при­обре­тешь инвертор. Затем вни­матель­но про­читай руководс­тво и выбери ком­понен­ты под нуж­ную модель.

Выбор инвертора

Вы­бор инверто­ра зависит от пла­ниру­емой наг­рузки. Нач­нем с нап­ряжения акку­муля­тора. Сущес­тву­ют три вида сис­тем — 12, 24 и 48 В. Пер­вую отбра­сыва­ем сра­зу — такие инверто­ры выдер­жива­ют наг­рузку не более 1,5 кВт и нам не под­ходят. Поэто­му выбирать при­дет­ся меж­ду 24 и 48 В. Вто­рая катего­рия дороже, поэто­му ты дол­жен прос­читать, хва­тит ли тебе 24 В. Мак­симум, что мож­но получить из такой сис­темы, — это 4,2 кВт (по фак­ту — 4 кВт), в при­роде нет более мощ­ных инверто­ров для акку­муля­торов на 24 В.

Как понять, какая у тебя будет наг­рузка? Да очень лег­ко:

• Ес­ли нуж­но обес­печить резер­вное питание сер­верной стой­ки, то она, как пра­вило, под­клю­чает­ся к одной розет­ке. Обыч­ные розет­ки типа Schuko рас­счи­таны мак­симум на 16 А или 3,5 кВт. Боль­ше (даже если ты будешь исполь­зовать кабель сечени­ем 6 мм²) она не выдер­жит — рас­пла­вит­ся. Покупа­ем прос­тей­ший ват­тметр, встав­ляем его в розет­ку, а к нему под­клю­чаем вил­ку от бло­ка розеток тво­ей стой­ки. Ват­тметр показы­вает пот­ребле­ние под­клю­чен­ных устрой­ств, и на осно­вании это­го ты при­нима­ешь решение.
• Ес­ли нуж­но обес­печить резер­вное питание все­го помеще­ния, в котором уста­нов­лены сер­веры, то есть дома или квар­тиры, то в щиток нуж­но под­клю­чить амперметр и оце­нить наг­рузку.

По опы­ту, если стой­ка пита­ется от одной розет­ки, сис­тема на 24 В тебя дол­жна устро­ить. Если стой­ка пита­ется от двух розеток, то, зна­чит, все не так прос­то — две раз­дель­ные линии, два отдель­ных авто­мати­чес­ких вык­лючате­ля намека­ют на 7 кВт, поэто­му твой выбор — 48 В.

Ес­ли же брать домаш­нее или офис­ное при­мене­ние, то нуж­но учи­тывать допол­нитель­ную наг­рузку. Уста­нав­лива­ем амперметр (или ват­тметр, но они дороже, поэто­му мож­но обой­тись обыч­ным ампермет­ром, а потом умно­жить 230 В на получен­ное зна­чение и узнать наг­рузку в ват­тах) в щиток и смот­рим, сколь­ко пот­ребля­ют твои девай­сы. Вклю­чаем телеви­зор, обыч­ные компь­юте­ры, свет и так далее. Понят­но, мощ­ные пот­ребите­ли вро­де кон­дици­оне­ра, сти­раль­ной, посудо­моеч­ной машины, элек­тро­духов­ки и про­чей кухон­ной утва­ри вклю­чать не нуж­но — вряд ли ты захочешь исполь­зовать эти при­боры, ког­да нет элек­три­чес­тва. Даже если ты купишь инвертор на 10 кВт и два акку­муля­тора по 5 кВт и твоя сис­тема выдер­жит 10 кВт, то ты высадишь акку­муля­торы за час — в этом нет никако­го смыс­ла.

Сов­ремен­ные устрой­ства доволь­но эко­ном­ные, и 500–600 Вт дол­жно хва­тить на всё. Кон­крет­но в моем слу­чае дом пот­ребля­ет не более 500 Вт ⋅ ч при усло­вии, что отклю­чены мощ­ные пот­ребите­ли. Это­го хва­тает на все осве­щение, телеви­зоры, ноут­буки, камеры наб­людения, газовый котел зимой, холодиль­ник и про­чее. Плюс два сер­вера‑ста­рич­ка по 500 Вт каж­дый, ито­го име­ем 1,5 кВт наг­рузки. Исхо­дя из это­го, для меня опти­маль­ным выбором ста­ла сис­тема на 24 В, сер­дцем которой слу­жит инвертор на 3,2 кВт. Самодель­ный акку­муля­тор при такой наг­рузке обес­печива­ет два часа авто­ном­ной работы. Забегая впе­ред, ска­жу, что вся сис­тема обош­лась мне в 700 дол­ларов — инвертор, АВР, ячей­ки, пла­та BMS и про­чие мелочи.

Сис­тема на 48 В нуж­на, если наг­рузка будет пре­вышать 4 кВт, пос­коль­ку гиб­ридных инверто­ров 24 В с боль­шей мощ­ностью я не встре­чал. Даже если у тебя пос­тоян­ная наг­рузка сей­час сос­тавля­ет 3 кВт или чуть боль­ше, так­же есть смысл рас­смот­реть сис­тему на 48 В — так ска­зать, с при­целом на будущее.

Так­же сис­тему на 48 В нуж­но рас­смат­ривать, если у тебя трех­фазная про­вод­ка. Сла­бень­кие устрой­ства из линей­ки 24 В такое не вытянут.

По ценам: гиб­ридный инвертор на всем извес­тном китай­ском сай­те обой­дет­ся от 200 (даже есть еще дешев­ле) до 300 дол­ларов, если речь идет о 24 В, и от 300 дол­ларов, если нам нуж­на сис­тема на 48 В. Самое дорогое, как ты уже успел догадать­ся, не инвертор, а акку­муля­тор.

Нам подой­дут сле­дующие вари­анты акку­муля­торов:

• ав­томобиль­ные акку­муля­торы — два (24 В) или четыре (48 В);
• са­модель­ный акку­муля­тор из лити­евых яче­ек;
• са­модель­ный акку­муля­тор из литий‑железо‑фос­фатных яче­ек;
• го­товый акку­муля­тор на 24 или 48 В.

Автомобильные аккумуляторы

Ав­томобиль­ные акку­муля­торы на 12 В — самое прос­тое и самое дешевое решение. Они подой­дут в слу­чае, если:

• по­купать готовый акку­муля­тор для тебя дорого;
• со­бирать акку­муля­тор сво­ими руками ты боишь­ся или тебе прос­то лень;
• сис­тема резер­вно­го питания тебе нуж­на на сей­час: при усло­вии, что инвертор уже куп­лен, акку­муля­торы мож­но купить в любом супер­марке­те или авто­мага­зине;
• ес­ли элек­три­чес­тво отклю­чают ред­ко и меж­ду отклю­чени­ями дос­таточ­но вре­мени, что­бы акку­муля­торы успе­ли зарядить­ся.

К пре­иму­щес­твам авто­мобиль­ных акку­муля­торов мож­но отнести дешевиз­ну и прос­тоту. Два акку­муля­тора типа AGM по 100 А ⋅ ч обой­дут­ся при­мер­но в 34 тысячи руб­лей. В ито­ге мы получим 24 ⋅ 100 = 2400 Вт ⋅ ч (это гру­бо, пос­коль­ку авто­мобиль­ные акку­муля­торы, даже AGM, пол­ностью раз­ряжать нежела­тель­но). Но в любом слу­чае при наг­рузке 1 кВт (наши два условных сер­вера) мы смо­жем про­тянуть два часа. Что неп­лохо, учи­тывая, что UPS обой­дет­ся нам дол­ларов в пять­сот (инвертор и два акку­муля­тора).

На что нуж­но обра­щать вни­мание при покуп­ке авто­мобиль­ных акку­муля­торов?

• Тип акку­муля­тора — AGM или гель. Обыч­ные свин­цовые акку­муля­торы пло­хо перено­сят пол­ный раз­ряд, при этом количес­тво цик­лов заряд — раз­ряд не пре­выша­ет 500, а обыч­но сос­тавля­ет око­ло 300. Дру­гими сло­вами, если свет будут отклю­чать каж­дый день по два часа, то есть акку­муля­торы будут раз­ряжать­ся поч­ти пол­ностью, то их хва­тит при­мер­но на год. Даль­ше — потеря емкости, вмес­то двух часов авто­ном­ной работы они будут работать, ска­жем, один час.
• Ак­кумуля­торы дол­жны быть оди­нако­вой емкости, одно­го типа (не исполь­зуй свин­цово‑кис­лотные и AGM вмес­те), желатель­но одно­го про­изво­дите­ля и даже одной пар­тии. То есть тебе нуж­но два или четыре абсо­лют­но оди­нако­вых акку­муля­тора.
• Пус­ковой ток, рас­положе­ние клемм и про­чие харак­терис­тики не име­ют зна­чения.

К недос­таткам авто­мобиль­ных акку­муля­торов мож­но отнести низ­кую ско­рость заряда. Мак­сималь­ный ток заряда авто­мобиль­ных акку­муля­торов — 10 А, гелевые допус­кают до 15 А. Если ты сов­сем ничего в этом не понима­ешь, тог­да объ­ясняю на нашем при­мере. Име­ем два акку­муля­тора AGM (WET или свин­цово‑кис­лотные не рас­смат­рива­ем) по 100 А ⋅ ч. Гру­бая рас­четная емкость — 2400 Вт ⋅ ч. Из нее вычита­ем 400 Вт ⋅ ч, пос­коль­ку даже AGM не рекомен­дует­ся раз­ряжать пол­ностью, но все‑таки они луч­ше пережи­вают глу­бокий раз­ряд, чем WET.

На­ши два сер­вера «ску­шают» 2000 Вт за два часа. То есть акку­муля­торы будут пол­ностью раз­ряжены. Для ком­пенса­ции их заряда понадо­бит­ся поч­ти десять часов (100 А ⋅ ч делим на 10 А) или чуть мень­ше при усло­вии, что мы их не раз­рядили пол­ностью за эти два часа. Если свет отклю­чают нес­коль­ко раз в сут­ки, то важ­но, что­бы меж­ду отклю­чени­ями про­ходи­ло десять часов или боль­ше, ина­че батарей­ка не успе­ет пол­ностью зарядить­ся. Если отклю­чения про­исхо­дят чаще, нуж­но рас­смот­реть более емкие акку­муля­торы, ска­жем на 200 А ⋅ ч.

Те­перь раз­берем­ся, как под­клю­чать авто­мобиль­ные акку­муля­торы и что для это­го нуж­но. Сущес­тву­ет две схе­мы под­клю­чения акку­муля­торов: парал­лель­ное и пос­ледова­тель­ное. Парал­лель­ное исполь­зует­ся для уве­личе­ния емкости батареи. Если мы возь­мем два акку­муля­тора на 12 В по 100 А ⋅ ч и под­клю­чим их парал­лель­но, мы получим «один боль­шой» акку­муля­тор на 200 А ⋅ ч на 12 В. Пос­ледова­тель­ное под­клю­чение исполь­зует­ся для повыше­ния нап­ряжения. Если мы пос­ледова­тель­но под­клю­чим два акку­муля­тора 12 В емкостью 100 А ⋅ ч, то получим одну батарей­ку 24 В на 100 А ⋅ ч.

На сле­дующем рисун­ке показа­но, как пра­виль­но под­клю­чать авто­мобиль­ные акку­муля­торы, что­бы получить нап­ряжение 24 и 48 В.

Об­рати вни­мание, что на схе­ме есть зна­чок пре­дох­раните­ля. Вмес­то пре­дох­раните­ля мож­но так­же исполь­зовать авто­мати­чес­кий вык­лючатель для пос­тоян­ного тока (DC) на 100–125 А.

По­гово­рим о токе. В качес­тве при­мера опять возь­мем сис­тему на 24 В. Пусть мы купили инвертор на 3 кВт и у нас име­ется два акку­муля­тора по 100 А ⋅ ч с рас­четной емкостью 2400 Вт. Мы уста­нови­ли DC-авто­мат на 100 А. Умно­жаем 100 А на 24 В, и мы получим те же 2400 Вт. То есть мы смо­жем израсхо­довать нашу батарей­ку за один час.

Но наш инвертор более мощ­ный и выдер­жива­ет наг­рузку 3 кВт. Что, если наг­рузка у нас выше (пусть 2,8 кВт), а авто­мат — на 100 А? Пра­виль­но, авто­мат сра­бота­ет и не даст так быс­тро израсхо­довать акку­муля­торы. По опы­ту ска­жу, что, если наг­рузка вре­мен­ная, нап­ример у нас работа­ют сер­веры и в это вре­мя вклю­чил­ся ком­прес­сор офис­ного холодиль­ника, ничего страш­ного не про­изой­дет — авто­мат не сра­бота­ет момен­таль­но. Ему нуж­но некото­рое вре­мя, а за это вре­мя наг­рузка сни­зит­ся, и все будет работать, как преж­де. Если же нуж­но пос­тоян­но работать на пре­деле воз­можнос­тей, зна­чит, исполь­зуем более мощ­ный авто­мат с током на 125 А. В этом слу­чае 24 ⋅ 125 = 3000: мы смо­жем реали­зовать всю мощ­ность инверто­ра. А если инвертор у нас на 4 кВт, то нужен DC-авто­мат на 150 А (24 ⋅ 150 = 3600).

Кро­ме акку­муля­торов, пот­ребу­ется еще про­вод с сечени­ем, под­ходящим под твой инвертор. Откры­ваем руководс­тво и смот­рим, какой про­вод нам нужен. В качес­тве при­мера — фраг­мент из руководс­тва к моему инверто­ру.

Мы име­ем дело с пос­тоян­ным током, здесь сечение вро­де 4–6 мм² не подой­дет. Нуж­но исполь­зовать тол­стые про­вода, а к ним еще пот­ребу­ются коль­цевые наконеч­ники для под­клю­чения к инверто­ру, авто­мату DC и акку­муля­тору. При­меча­тель­но, но типы наконеч­ников будут отли­чать­ся в зависи­мос­ти от инверто­ра и акку­муля­торов. В боль­шинс­тве слу­чаев подой­дут мед­ные луженые кабель­ные наконеч­ники D5.2 — они как раз пред­назна­чены для кабеля сечени­ем 25 мм².

Од­нако недос­таточ­но вста­вить кабель в наконеч­ник. Наконеч­ник нуж­но обжать гид­равли­чес­кими пресс‑кле­щами. Сто­ят такие от 5000 руб­лей, но я не думаю, что ради разовой акции раци­ональ­но их покупать. Про­ще все­го, что­бы не ломать голову, обра­тить­ся в магазин кабель­ной про­дук­ции, где тебе про­дадут про­вод нуж­ной дли­ны, под­берут наконеч­ники и сра­зу выпол­нят их обжимку. Кста­ти, пос­коль­ку мы име­ем дело с пос­тоян­ным током, то дли­на кабеля не дол­жна пре­вышать 1,5 м — это­го впол­не дос­таточ­но, что­бы удоб­но раз­местить и инвертор, и акку­муля­торы.

На сле­дующем рисун­ке показан уже готовый UPS для все­го офи­са, исполь­зующий инвертор 48 В PowMr и четыре акку­муля­тора по 200 А ⋅ ч каж­дый. Рас­четная емкость такой сис­темы 4800 Вт ⋅ ч.

Ес­ли ты вни­мате­лен, то на иллюс­тра­ции заметил балан­сир (эква­лай­зер) для акку­муля­торов. Счи­тает­ся, что балан­сир поз­воля­ет более рав­номер­но рас­пре­делять заряд меж­ду батаре­ями. Исполь­зовать его или нет — решать тебе, тем более что про­изво­дитель инверто­ра в сво­ем руководс­тве не упо­мина­ет о каких‑либо балан­сирах. Цена такого девай­са сос­тавля­ет око­ло 50 дол­ларов в зависи­мос­ти от количес­тва акку­муля­торов (для 24 В — дешев­ле). Если ты хочешь купить балан­сир толь­ко ради того, что­бы видеть нап­ряжение на каж­дой батарее, дешев­ле при­обрести четыре прос­тень­ких воль­тмет­ра.

Так­же на рисун­ке, как ты успел заметить, отсутс­тву­ет авто­мати­чес­кий вык­лючатель на плю­совом кабеле, ведущем к инверто­ру. Сэконо­мили. Но, нес­мотря на это, уже более года все работа­ет нор­маль­но.

Готовый аккумулятор

Пре­иму­щес­тва акку­муля­тора из магази­на:

• го­товое решение, тебе нуж­но толь­ко под­клю­чить его к инверто­ру;
• как пра­вило, содер­жит пла­ту защиты батареи BMS, управлять которой мож­но с помощью смар­тфо­на по Bluetooth;
• пос­тавля­ется в сим­патич­ном кор­пусе с дис­пле­ем, что осо­бен­но важ­но, если UPS будет раз­мещать­ся на вид­ном мес­те;
• час­то в ком­плек­те уже есть про­вода, при­чем уже обжа­тые. Сущес­тву­ет, конеч­но, веро­ятность, что наконеч­ники к инверто­ру не подой­дут, но они, по край­ней мере, точ­но подой­дут со сто­роны батареи;
• обыч­но такие акку­муля­торы пос­тро­ены на базе литий‑железо‑фос­фатных яче­ек (LiFePO4), которые более безопас­ны (не горят и не взры­вают­ся) и обла­дают боль­шим чис­лом цик­лов заряд — раз­ряд, чем лити­евые ячей­ки.

Внеш­ний вид и цена акку­муля­тора зависит от фан­тазии про­изво­дите­ля. Для сис­темы на 24 В час­то мож­но встре­тить в про­даже батареи, внеш­не напоми­нающие обыч­ные авто­мобиль­ные акку­муля­торы на 12 В. Нес­мотря на свою прос­тоту, они осна­щены пла­той BMS, к которой мож­но под­клю­чать­ся по Bluetooth.

Ми­нусов у готовых решений нет, если не счи­тать их цену. Хотя, нуж­но отме­тить, в пос­леднее вре­мя она сущес­твен­но сни­зилась. Так, показан­ный выше акку­муля­тор на 24 В обой­дет­ся в 418 дол­ларов, а на 48 В со вто­рого рисун­ка — в 867 дол­ларов в вари­анте на 100 А ⋅ ч и 1228 дол­ларов емкостью 150 А ⋅ ч.

Вспом­ним сто­имость инверто­ра на 24 В — от 200 дол­ларов, то есть готовый UPS на 2560 Вт ⋅ ч обой­дет­ся нам в 618 дол­ларов плюс нес­коль­ко мелочей, которые прак­тичес­ки ничего не сто­ят.

При выборе готово­го акку­муля­тора обра­ти вни­мание на сле­дующие харак­терис­тики (не счи­тая его емкости):

• Charge Current — ток заряда;
• Discharge Current — ток раз­ряда.

Ток заряда — это мак­сималь­ный ток, которым мож­но заряжать батарею. Час­то ука­зыва­ется в ампе­рах или в виде 0,5 c. С ампе­рами все понят­но, а вто­рой показа­тель пред­став­ляет собой коэф­фици­ент, на который нуж­но умно­жить емкость. То есть если емкость у нас 100 А ⋅ ч и ток заряда 0,5 с, то заряжать такой акку­муля­тор мож­но током 50 А (100 ⋅ 0,5). Ток 50 А говорит о том, что при пол­ном раз­ряде акку­муля­тор зарядит­ся до 100% при­мер­но за 2 ч (при емкости 100 А ⋅ ч). Рекомен­дует­ся заряжать его током ниже, 30 А, — так он будет заряжать­ся доль­ше (чуть более 3 ч), но при этом ты прод­лишь ему жизнь. Некото­рые акку­муля­торы мож­но заряжать (судя по их спе­цифи­каци­ям) током 20 А. Это мало, и воз­ника­ют сом­нения, а точ­но ли в них лити­евые или литий‑железо‑фос­фатные ячей­ки?

Ток раз­ряда — не менее важ­ная харак­терис­тика. Пред­ставь ситу­ацию, ког­да у тебя инвертор на 4 кВт (ты пот­ратил­ся и купил не за 200, а за 300 дол­ларов), акку­муля­тор на 24 В и его BMS раз­реша­ет мак­сималь­ный ток раз­ряда 100 А. Умно­жаем 24 на 100 А и получа­ем 2400 Вт. Если наг­рузка будет боль­ше, BMS прос­то отклю­чит батарею и твой UPS вык­лючит­ся. И зачем тог­да тебе инвертор на 4,2 кВт? Поэто­му, если уж покупа­ешь более мощ­ный инвертор, ищи и акку­муля­тор, спо­соб­ный выдер­живать бо́льшие наг­рузки — с током раз­ряда 125 или даже 150 А.

Собираем литиевый аккумулятор из «консерв»

«Кон­серва» — это ячей­ка батареи элек­тро­моби­ля Nissan Leaf (мож­но исполь­зовать и от дру­гих элек­тро­каров, но такие ячей­ки про­ще и дешев­ле все­го дос­тать), а не то, что ты подумал. Дос­тоинс­тва подоб­ного самодель­ного решения — дешевиз­на и высокая ско­рость заряда по срав­нению с AGM-акку­муля­тора­ми. Лити­евые ячей­ки мож­но заряжать током 30–50 А, что при пол­ном раз­ряде поз­воля­ет зарядить акку­муля­тор за 2–3 ч. Если час­то отклю­чают свет, такое решение — бюд­жетный выход из ситу­ации.

Не­дос­татки:

• неп­резен­табель­ный внеш­ний вид, но если такой самодель­ный акку­муля­тор будет сто­ять, ска­жем, в гараже или какой‑нибудь кла­дов­ке, где его ник­то не уви­дит, то не все ли рав­но? При желании мож­но помес­тить его в какой‑то самодель­ный кор­пус, но для его изго­тов­ления нуж­ны желание и руки из пра­виль­ного мес­та;
• все‑таки мы име­ем дело с ячей­ками б/у. То, что ты получишь на выходе, очень силь­но зависит от сос­тояния этих яче­ек и их оста­точ­ной емкости;
• по­жаро­опас­ность и взры­воопас­ность.

Все мы зна­ем, на что спо­собен литий, а в одной такой кон­серве лития очень мно­го. Но все проб­лемы воз­ника­ют по одной из трех при­чин. Пер­вая и самая баналь­ная — переза­ряд бан­ки. Мак­сималь­но допус­тимое нап­ряжение одной ячей­ки — 4,2 В. Я рекомен­дую заряжать ячей­ки до 4,15. Вто­рая — отсутс­твие пла­ты BMS. Пла­та защиты кон­тро­лиру­ет нап­ряжение каж­дой ячей­ки и дель­ту меж­ду нап­ряжени­ями в них. Если какая‑то ячей­ка вый­дет за пре­делы 4,15 В, пла­та прос­то перес­танет ее заряжать. Если раз­ница меж­ду минималь­но заряжен­ной и мак­сималь­но заряжен­ной ячей­кой сос­тавит 0,8 В, пла­та вык­лючит сис­тему. Все про­дума­но. Третья при­чина — механи­чес­кие пов­режде­ния. Бить по такому акку­муля­тору, ронять его и свер­лить в нем отвер­стия — пло­хая идея.

На сле­дующей иллюс­тра­ции показа­ны две заготов­ки для акку­муля­торов 48 В 100 А ⋅ ч.

Од­на такая подер­жанная ячей­ка сто­ит в сред­нем 15 дол­ларов (есть дешев­ле, есть дороже). Для соз­дания акку­муля­тора на 24 В тебе нуж­но 7 яче­ек, а для акку­муля­тора на 48 В — 13 яче­ек. Поэто­му нач­нем с пре­иму­ществ: акку­муля­тор 24 В при­мер­но на 100 А обой­дет­ся в 105 дол­ларов, а акку­муля­тор 48 В — в 195 дол­ларов. Конеч­но, сюда нуж­но обя­затель­но добавить пла­ту защиты BMS, которая в зависи­мос­ти от вари­анта сто­ит до 50 дол­ларов (сей­час цена 38 дол­ларов за вари­ант 24 В и 43 дол­лара — на 48 В). Тебе нуж­на пла­та 7s для акку­муля­тора на 24 В и 13s — для акку­муля­тора на 48 В. Так­же обра­щай вни­мание на ток заряда и раз­ряда, осо­бен­но на ток раз­ряда — он дол­жен быть 100 А для сис­темы 48 В и от 100 до 150 А для 24 В:

• ин­вертор на 2,4 кВт: ток раз­ряда — 100 А;
• ин­вертор на 3,2 кВт: ток раз­ряда — 125 А;
• ин­вертор на 4 кВт: ток раз­ряда — 150 А.

Здесь неболь­шая ремароч­ка. Допус­тимое мак­сималь­ное нап­ряжение одной лити­евой ячей­ки — 4,2 В (не путать с литий‑железо‑фос­фатной, там нап­ряжение ниже). На сле­дующем фото показан уже готовый акку­муля­тор на 24 В. Вид­но, как ячей­ки соеди­нены друг с дру­гом. Нес­мотря на то что в сбор­ке восемь яче­ек, одна не задей­ство­вана. Хит­рого ничего нет — нуж­но соеди­нять по всем трем выводам парал­лель­но сог­ласно поляр­ности.

Как видишь, кро­ме плас­тин и бол­тов, боль­ше ничего не нуж­но, а из инс­тру­мен­тов — набор клю­чей и отвер­тка. Вмес­то плас­тин мож­но исполь­зовать про­вода с наконеч­никами, тут уже кто как собира­ет.

Daly BMS — один из воз­можных вари­антов. Кто‑то хва­лит эти пла­ты, кто‑то руга­ет. У меня такая, и пока она меня всем устра­ивает.

По­чему 7 и 13, а не 6 и 12 яче­ек? Все прос­то: желание вытянуть бо́льшую емкость, но при этом не вый­ти кар­диналь­но за пре­делы допус­тимого нап­ряжения инверто­ра. Ког­да мы име­ем 7 яче­ек по 4,2 В (сум­марное нап­ряжение — 29,4 В), мы впи­сыва­емся в сис­тему 24 В, как и 13 яче­ек по 4,2 В — 54,6 В. Конеч­но, нуж­но нас­тра­ивать кас­томный про­филь в инверто­ре, и поз­же я опи­шу, как это сде­лать.

«Кон­сервы» от Nissan Leaf быва­ют четырех поколе­ний. Чем выше поколе­ние, тем луч­ше, но если ты хочешь сэконо­мить, то Gen3 — опти­маль­ный выбор. Мож­но исполь­зовать и Gen2, а Gen1 слиш­ком древ­ние, и, если там оста­лась полови­на от началь­ной емкости, это хорошо.

Под­робно на всей теории оста­нав­ливать­ся не ста­ну — жур­нал не резино­вый. Допол­нитель­ная информа­ция есть в дос­таточ­ном количес­тве в интерне­те.

Настройка BMS

Ма­ло под­клю­чить BMS, ее нуж­но над­лежащим обра­зом нас­тро­ить. При выборе BMS обя­затель­но убе­дись, что в ком­плек­те идет модуль Bluetooth, под­клю­чаемый к разъ­ему UART/BT пла­ты BMS.

К пор­ту UART/BT мож­но под­клю­чить или дис­плей для BMS, или BT-модуль. Одновре­мен­но эти два гад­жета под­клю­чить нель­зя. Как по мне, модуль BT удоб­нее, чем дис­плей с огра­ничен­ной фун­кци­ональ­ностью. Если некуда девать 50 дол­ларов, мож­но купить дис­плей, но для нас­трой­ки луч­ше исполь­зовать при­ложе­ние. Дис­плей ты смо­жешь исполь­зовать для отоб­ражения парамет­ров работы BMS уже пос­ле нас­трой­ки.

Преж­де чем прис­тупить, уста­нови два при­ложе­ния на свой смар­тфон — BLE Scanner и SMART BMS. Пер­вое при­годит­ся поль­зовате­лям iPhone, пос­коль­ку iOS сама не обна­ружи­вает Daly BMS, ког­да акти­виру­ешь поиск BT-устрой­ств. А это при­ложе­ние видит BMS и поз­воля­ет под­клю­чить­ся к устрой­ству. Исполь­зовать при­ложе­ние нуж­но один раз — оно най­дет BMS и уста­новит соеди­нение. Пос­ле чего нуж­но запус­тить SMART BMS и про­извести нас­трой­ку BMS в этом при­ложе­нии. В сле­дующий раз BLE Scanner при­годит­ся пос­ле обновле­ния iOS, поэто­му не спе­ши уда­лять его. Если у тебя Android, никаких проб­лем с под­клю­чени­ем к BMS быть не дол­жно.

Итак, наж­ми кноп­ку на BT-модуле. Этим ты вклю­чишь акку­муля­тор. Под­клю­чать его к инверто­ру на дан­ном эта­пе не нуж­но! Запус­ти при­ложе­ние Daly BMS и выбери Local monitoring, пос­ле чего свою BMS из спис­ка най­ден­ных.

Наж­ми Local monitoring, затем выбери свою BMS

Ес­ли при­ложе­ние зап­росит пароль, вве­ди 123456 — это пароль по умол­чанию. На сле­дующем скрин­шоте показан основной интерфейс. Как видишь, батарея заряже­на на 97%, мак­сималь­ное нап­ряжение — 4,129 В, минималь­ное — 4,087 В, дель­та — 0,042 В.

Ос­новной интерфейс и нап­ряжение каж­дой ячей­ки

Ес­ли про­лис­тать эту стра­нич­ку ниже, ты уви­дишь нап­ряжение каж­дой ячей­ки. То, что при­ложе­ние руга­ется на одну из яче­ек, не страш­но, глав­ное, что­бы эта ячей­ка не выш­ла за уста­нов­ленные пре­делы.

Наж­ми на кноп­ку Preferences и сра­зу перей­ди в раз­дел Collect board settings. Здесь нуж­но уста­новить парамет­ры пла­ты. В нашем слу­чае — семь яче­ек. Для изме­нения парамет­ра нуж­но ввес­ти новое зна­чение и нажать кноп­ку Set. Пос­ле чего ввес­ти пароль от BMS, и так для каж­дого парамет­ра.

Collect board settings, cell characteristics и protection parameters

За­тем перей­ди в раз­дел Cell characteristics и ука­жи тип батареи — Li-ion (не путай с LiFePO4 — для них свой тип акку­муля­тора и свои нас­трой­ки), при­мер­ную емкость (прог­рамма прос­то верит поль­зовате­лю, поэто­му мож­но ука­зать и 300 А ⋅ ч, но реаль­ная емкость от это­го боль­ше не ста­нет — прос­то будет врать инди­катор уров­ня заряда батареи).

Что­бы пра­виль­но отоб­ражал­ся параметр SOC, нуж­но зарядить батарею до мак­симума, нап­ример в слу­чае с кон­фигура­цией 7s — до 29 В или до 29,4 В, если ты любишь риск, и затем задать SOC = 100%. С этим ты успе­ешь разоб­рать­ся поз­же. При исполь­зовании таких же яче­ек в той же кон­фигура­ции можешь сме­ло вво­дить парамет­ры с пре­дыду­щего скрин­шота.

Те­перь идем в раз­дел Protection parameters — это очень важ­ный раз­дел. Здесь я уста­новил нап­ряжение 4,15 В на ячей­ку. В ито­ге дол­жно получить­ся 29,05 В, имен­но такое нап­ряжение нуж­но будет выс­тавить в нашем инверто­ре, что­бы он не пытал­ся зарядить батарею боль­ше, чем нуж­но.

Ми­нималь­ное нап­ряжение ячей­ки — 3,40 В. Если одна из яче­ек дос­тигнет это­го зна­чения, сис­тема вык­лючит­ся. Сле­дова­тель­но, минималь­но допус­тимое нап­ряжение всей сис­темы — 23,8 В. Это тоже нуж­но запом­нить: мы вне­сем дан­ный показа­тель в наш инвертор.

На самой BMS ука­заны огра­ниче­ния по току заряда и раз­ряда. В моем слу­чае — это 100 и 100 А. Но мак­сималь­ный ток заряда на уров­не BMS я огра­ничил до 50 А, а на инверто­ре вооб­ще задал 30 А, что­бы беречь ресурс батареи. А вот ток раз­ряда нуж­но ука­зать 100 А, ина­че, если оста­вить по умол­чанию, наша BMS будет вык­лючать­ся, как толь­ко наг­рузка пре­высит 1400 Вт (счи­таем, что нап­ряжение в дан­ный момент 28 В). Это нес­коль­ко не то, чего нам хочет­ся.

Мак­сималь­ное сум­марное нап­ряжение — 29,1 В (4,15 ⋅ 7 я округлил в боль­шую сто­рону), а минималь­ное — 23 В. Оно ука­зано неп­равиль­но, пос­коль­ку 3,4 ⋅ 7 = 23,8 В, — я заметил эту ошиб­ку, толь­ко ког­да писал статью. Бла­го до такого уров­ня я свою батарей­ку не раз­ряжал.

Мак­сималь­но допус­тимая раз­ница меж­ду самой заряжен­ной и самой раз­ряжен­ной ячей­кой — 0,80 В.

Ос­таль­ные парамет­ры мож­но оста­вить по умол­чанию. Преж­де чем мы перей­дем к нас­трой­ке инверто­ра, погово­рим о чрез­вычай­ной ситу­ации. Что будет, если сра­бота­ет защита? Сис­тема прос­то отклю­чит­ся, при­чем ее вклю­чение кноп­кой на BT-модуле не поможет. Что­бы сис­тема сно­ва приш­ла в чувс­тво, нуж­но ждать нес­коль­ко часов. Уско­рить про­цесс мож­но, если отклю­чить белый кон­нектор, к которо­му идут про­вода от яче­ек акку­муля­тора, на сле­дующем рисун­ке этот кон­нектор отме­чен как Sampling cable. Отклю­чи кон­нектор, подож­ди нес­коль­ко секунд и под­клю­чи сно­ва. Осто­рож­но, пос­коль­ку кон­нектор доволь­но неж­ный.

Подключение инвертора

Как под­клю­чить инвертор к тво­ей домаш­ней сети, зависит… от тво­ей домаш­ней сети. При воз­никно­вении сом­нений про­кон­суль­тируй­ся с элек­три­ком. Если нуж­но запитать толь­ко стой­ку с сер­верами, то здесь все очень прос­то. Тебе понадо­бит­ся кабель ВВГнг или ПВС с сечени­ем 2,5 (до 3 кВт), 4 (3–5 кВт) или 6 мм² (более 5 кВт). В прин­ципе, кабель сечени­ем 4 мм² мож­но исполь­зовать в кон­фигура­циях на 6 кВт при усло­вии, что пос­тоян­ной наг­рузки в 6 кВт не будет. Про­изво­дите­ли перес­тра­ховы­вают­ся и тре­буют кабели с мак­сималь­ным сечени­ем, но если его дли­на будет боль­шой, то выходит не сов­сем бюд­жетно, поэто­му 4 мм² впол­не дос­таточ­но. Мно­гие элек­три­ки для под­клю­чения инверто­ра исполь­зуют гиб­кий кабель ПВС, так как его про­ще мон­тировать. Я же пред­почитаю монолит­ный ВВГнг — это негорю­чий кабель, под­ходящий для мон­тажа на ули­це. Он не очень гиб­кий, и его мон­таж не такой прос­той, как ПВС, но ты же не будешь переме­щать инвертор с мес­та на мес­то пос­тоян­но? Он будет уста­нов­лен один раз и нав­сегда. Если пла­ниру­ешь со вре­менем перей­ти на более мощ­ное решение, то име­ет смысл исполь­зовать кабель 6 мм², что­бы потом не переде­лывать под­клю­чение.

От­крой вер­хнюю крыш­ку инверто­ра. Под ней ты най­дешь клем­мы для под­клю­чения фазы и ноля для при­соеди­нения к тво­ей сети — они будут, как пра­вило, помече­ны как Grid, фаза помече­на как L (line), а ноль — как N (neutral). Для пра­виль­ного под­клю­чения тебе понадо­бит­ся тес­тер, что­бы не перепу­тать фазу и ноль. Выходы с инверто­ра под­писаны как Out/Output. Зазем­ление (жел­то‑зеленая жила) под­клю­чает­ся к кон­такту, отме­чен­ному знач­ком зазем­ления.

Од­нако не спе­ши под­клю­чать сра­зу про­вода к инверто­ру. Перед инверто­ром нуж­но раз­местить два двух­полюс­ных авто­мати­чес­ких вык­лючате­ля (2P). Номинал ука­зан в руководс­тве, как пра­вило, это 32 А для моделей от 3 до 4,2 кВт и 40 А — для 6,2 кВт. Пер­вый будет отклю­чать линию, ведущую от сети к инверто­ру (она исполь­зует­ся для заряда батареи), а вто­рой нужен для отклю­чения выхода инверто­ра.

Су­щес­тву­ет четыре спо­соба под­клю­чения инверто­ра.

• Са­мый прос­той — ког­да нуж­но обес­печить резер­вное питание одно­го источни­ка, нап­ример сер­верной стой­ки. В этом слу­чае инвертор мож­но под­клю­чить к обыч­ной розет­ке: про­тяни трех­жиль­ный кабель, под­клю­чи к нему с одно­го кон­ца вил­ку, а с дру­гой сто­роны очис­ти про­вода от изо­ляции и под­клю­чи к кон­тактам Grid, толь­ко не перепу­тай ноль и фазу (одол­жи у кого‑то тес­тер). А к кон­тактам Out под­клю­чи двух­жиль­ный кабель, к которо­му ты при­соеди­нишь внеш­нюю розет­ку. К этой розет­ке потом ты под­клю­чишь вил­ку бло­ка розеток сер­верной стой­ки. Все прос­то.
• Ес­ли нуж­но запитать все помеще­ние, то инвертор уста­нав­лива­ется пос­ле счет­чика — он ста­вит­ся в раз­рыве вход­ного кабеля. К кон­тактам Grid под­клю­чают­ся фаза и ноль от счет­чика, а дру­гой конец кабеля, ведущий к наг­рузке, то есть к тво­ему щит­ку, находя­щему­ся в помеще­нии, под­клю­чает­ся к кон­тактам Out. Тут тоже вро­де ничего слож­ного.
• Под­клю­чение толь­ко к нуж­ным груп­пам пот­ребите­лей. В этом слу­чае инвертор будет питать не все линии в помеще­нии, а толь­ко выб­ранные авто­мати­чес­кие вык­лючате­ли, нап­ример свет, компь­юте­ры и так далее. Этот спо­соб слож­нее, тре­бует зна­ний элек­три­ки и гра­мот­но сде­лан­ной про­вод­ки. Если у тебя в помеще­нии есть два авто­мата — один на свет, дру­гой на все розет­ки, — вряд ли что‑то вый­дет.
• Под­клю­чение к помеще­нию через авто­мат вво­да резер­ва (АВР). Статья и так получи­лась огромной, поэто­му этот слу­чай рас­смат­ривать не будем.

Мно­гие инверто­ры тре­буют, что­бы сна­чала под­клю­чали батарею, а потом — питание от сети. Более того, без под­клю­чен­ной батареи такие инверто­ры даже не запус­кают­ся. Поэто­му пра­виль­ная пос­ледова­тель­ность под­клю­чения будет такой:

1. Вык­лючить вход­ной авто­мат.
2. Про­извести под­клю­чение инверто­ра к сущес­тву­ющей про­вод­ке, в том чис­ле уста­новить авто­мати­чес­кие вык­лючате­ли, иду­щие к инверто­ру и пос­ле него.
3. Вык­лючить авто­мати­чес­кие вык­лючате­ли инверто­ра.
4. Под­клю­чить батарею к инверто­ру, но не вклю­чать инвертор.
5. Вклю­чить батарею — как пра­вило, на кор­пусе есть кноп­ка вклю­чения. В слу­чае с авто­мобиль­ными акку­муля­тора­ми это­го делать не нуж­но.
6. Вклю­чить инвертор.
7. Нас­тро­ить инвертор, ука­зав парамет­ры заряда батареи.
8. Вклю­чить вход­ной авто­мат. Пос­коль­ку инвертор у тебя уста­нов­лен в раз­рыв, то пос­ле вклю­чения вход­ного авто­мата «све­та» в помеще­нии не будет.
9. Вклю­чить авто­мат питания батареи — тот, который исполь­зует­ся для заряда батареи. Убе­дить­ся, что инвертор видит сеть (появит­ся зна­чок линии) и что батарея заряжа­ется.
10. Вклю­чить вто­рой авто­мат, который уста­нов­лен пос­ле кон­такта Out, — появит­ся питание во всем помеще­нии.

Да­лее мы рас­смот­рим про­цесс нас­трой­ки инверто­ра на при­мере модели от PowMr, но ана­логич­ное меню исполь­зует­ся во мно­гих китай­ских инверто­рах. В край­нем слу­чае у тебя всег­да под рукой будет руководс­тво поль­зовате­ля, на полях которо­го, кста­ти, полез­но делать замет­ки, что­бы ничего не забыть.

Для вхо­да в меню инверто­ра наж­ми и удер­живай нес­коль­ко секунд кноп­ку Enter на перед­ней панели инверто­ра. Далее кноп­ками Up и Down переме­щай­ся по пун­ктам меню, а кла­вишей Enter выбирай пункт. Пос­ле того как ты ока­жешь­ся в нуж­ном раз­деле меню, исполь­зуй Up/Down для выбора зна­чения и Enter для его сох­ранения, Esc — если переду­мал изме­нять зна­чения, для воз­вра­та в меню.

Су­щес­тву­ет нес­коль­ко пун­ктов меню, которые нуж­но нас­тро­ить:

• 01 — Output source priority: уста­нав­лива­ет при­ори­тет, отку­да питать наг­рузку. Как пра­вило, всех устро­ит при­ори­тет USB (Utility, Solar, Battery) — сеть, панели, батарея (пока нет сол­нечных панелей).
• 02 — Maximum charging current: мак­сималь­ный ток заряда акку­муля­тора. Выбира­ем 30 А (для AGM — 10 А).
• 03 — AC input voltage range. Дос­тупно два режима: APL или UPS, выбира­ем пос­ледний. Этот режим зада­ет диапа­зон вход­ного нап­ряжения, в пер­вом слу­чае нап­ряжение в 90 В допус­кает­ся, во вто­ром минималь­ное — 170 В.
• 05 — Battery type — здесь нуж­но выб­рать тип батареи. Если у тебя авто­мобиль­ные AGM, выбирай их. Для всех осталь­ных — USE, поль­зователь­ский тип. Так как мы даль­ше будем нас­тра­ивать лити­евый акку­муля­тор, выбира­ем USE.
• 09 — Output frequency — выбира­ем 50 Гц.
• 10 — Output voltage — выбира­ем 230 В.
• 11 — Maximum utility charging current — мак­сималь­ный ток заряд­ки батареи при заряд­ке от сети. Выбира­ем то же самое, что и для пун­кта 02. Ког­да у тебя будут под­клю­чены сол­нечные панели, мож­но будет уста­новить мак­сималь­ный ток заряда (общий) 30 А, а от сети — 10 А, что­бы инвертор мень­ше брал энер­гии от сети и боль­ше от сол­нца.
• 16 — Charging source priority — при­ори­тет заряд­ки. Поп­росту говоря, отку­да инверто­ру брать заряд­ку. Если у тебя нет панелей, все рав­но, что здесь выб­рано.
• 26 — Bulk charging voltage — очень важ­ный параметр. Пом­нишь, мы вычис­лили, что мак­симум для нашей батарей­ки — 29,05 В? Вот это зна­чение нуж­но выб­рать здесь. Одна­ко мой инвертор поз­воля­ет выб­рать толь­ко зна­чения 29,0 и 29,1 (или выше), поэто­му луч­ше уста­новить 29 В, что­бы не сра­бота­ла защита BMS. Для сис­темы 48 В — 53,9.
• 27 — Floating charging voltage — нап­ряжение пла­вающе­го заряда. Это минималь­ный уро­вень заряда, который будет под­держи­вать­ся инверто­ром. Уста­нови здесь 29 В или зна­чение чуть мень­ше 29 В, нап­ример 28,6. Так при нечас­тых отклю­чени­ях све­та мож­но нем­ного сэконо­мить на элек­три­чес­тве. Для сис­темы 48 В — 53,9 В или нем­ного ниже.
• 29 — Low DC cut-off voltage — минималь­ное нап­ряжение батареи, при котором вык­лючит­ся инвертор. В нашем слу­чае 23,8 В (3,40 на ячей­ку), у меня сто­яло 24 В, вот почему я тог­да в BMS уста­новил 23 В — все рав­но это зна­чение никог­да не будет дос­тигну­то, пос­коль­ку инвертор вык­лючит­ся рань­ше. Для сис­темы 48 В — 44,2 В.

С наз­начени­ем осталь­ных парамет­ров ты смо­жешь озна­комить­ся в руководс­тве.

Финансовые итоги

Пос­чита­ем кон­фигура­цию на 24 В 100 А (~2,5–2,9 кВт):

• ин­вертор 3 кВт с дву­мя AGM-акку­муля­тора­ми — ~500–550 дол­ларов;
• ин­вертор 3 кВт с завод­ским LiFePO4-акку­муля­тором — ~600–650 дол­ларов;
• ин­вертор 3 кВт с самодель­ным лити­евым акку­муля­тором — ~400 дол­ларов.

Кон­фигура­цию на 48 В и с емкостью 5 кВт ты можешь прос­читать самос­тоятель­но — все цены были при­веде­ны в статье. Даже если ты не будешь замора­чивать­ся и купишь уже готовый акку­муля­тор, то за 650 дол­ларов ты получишь 2,5 кВт гаран­тирован­ной емкости, а не 1 кВт за при­мер­но 900, если срав­нивать с заряд­ной стан­цией. Про сер­верные ИБП и их цены вооб­ще луч­ше про­мол­чать.

Собс­твен­но, на этом всё. Статья не пре­тен­дует на пол­ное рас­кры­тие темы аль­тер­натив­ных источни­ков питания, ее цель — поделить­ся сво­им опы­том.