Джерела автономного живлення для дому: інвертори, акумулятори, сонячні панелі

У цій статті ми розглянемо основні принципи побудови системи резервного та автономного живлення для дому. Матеріал допоможе розібратися, як правильно вибрати інвертор залежно від потужності навантаження, типу синусоїди та конфігурації акумуляторної системи.

Окрему увагу приділено розрахунку реального енергоспоживання побутових приладів з урахуванням пускових струмів та запасу потужності. У тексті пояснюється, які типи інверторів існують та у яких випадках краще використовувати автономні, гібридні чи резервні рішення. Додатково описано основні типи джерел безперебійного живлення та їх призначення у разі потреби запитати окремі пристрої.

Також розібрано види акумуляторів та їх особливості експлуатації в домашніх умовах. Читач дізнається, чому сучасні літій-залізо-фосфатні акумулятори вважаються оптимальним вибором для частого резервного живлення. У статті порушуються питання сумісності обладнання, безпеки та ефективності роботи системи.

Також частина присвячена вибору сонячних панелей та розрахунку їх необхідної потужності з урахуванням сезонних факторів. В результаті ви отримаєте цілісне розуміння того, як добре підібрати обладнання для стабільного електропостачання будинку.

Як вибрати інвертор для дому

При виборі інвертора для домашнього використання важливо заздалегідь визначити завдання системи: це резервне харчування при відключеннях електроенергії або повноцінна автономна енергосистема. Основними критеріями є необхідна потужність, тип вихідного сигналу, робоча напруга акумуляторів та тип інвертора. Також необхідно враховувати бюджет та перспективи розширення системи.

Визначення необхідної потужності

Правильний розрахунок потужності – ключовий етап, від якого залежить стабільність роботи усієї системи.

Етапи розрахунку:

• Складіть список споживачів. Вкажіть всі пристрої, які планується підключати: освітлення, інтернет-обладнання, опалювальний котел, холодильник, насоси, побутову електроніку.
• Складіть номінальну потужність. Значення беруться з технічних паспортів або заводських наклейок (Вт).
• Майте на увазі пускові струми. Устаткування з електродвигунами (холодильники, насоси, компресори) споживає в момент запуску в 2–3 рази більше енергії. Інвертор повинен витримувати ці короткочасні піки.
• Додайте запас потужності. Рекомендується закладати додатково 20–30% до загальної суми, щоб уникнути перевантажень та продовжити термін служби обладнання.

Визначення реального навантаження

Формуємо список пристроїв, які з високою ймовірністю працюватимуть одночасно, і фіксуємо їх номінальне споживання. Джерела даних – технічна документація або виміри ватметром.

Приклад розрахунку базового навантаження:

• LED-освітлення – 30 шт × 7 Вт = 210 Вт
• Ноутбуки – 2 × 120 Вт = 240 Вт
• Стаціонарний комп’ютер — 300 Вт
• Роутер – 30 Вт
• Холодильник – 50 Вт (середнє споживання, без урахування пуску)
• Телевізори – 2 × 150 Вт = 300 Вт
• Зарядні пристрої — 70 Вт

Разом: близько 1200 Вт (1,2 кВт) — мінімальний комфортний набір.

Додаткові енергоємні прилади:

• Пральна машина — 800 Вт
• Електроплита (1 конфорка) – 1500 Вт
• Бойлер – 1500 Вт

Загальна номінальна потужність під час одночасної роботи може досягати 5 кВт, що потребує потужного інвертора з високим пусковим резервом.

Тип вихідної синусоїди

• Чиста синусоїда (Pure Sine Wave).
  Обов’язкова для опалювальних котлів, насосів, холодильників, медичної та чутливої ​​електроніки. Забезпечує коректну роботу без шуму, перегріву та помилок електроніки.
• Модифікована синусоїда.
  Підходить тільки для простих навантажень: лампи розжарювання, заряджання телефонів, прості блоки живлення. Не рекомендується для дому з котлом або насосами.

Напруга акумуляторної системи (АКБ)

• 12 В — компактні системи до 1–2 кВт (дачі, мінімальний резерв).
• 24 В — оптимально для навантажень 2–3 кВт.
• 48 В — найкращий вибір для систем від 3 кВт та вище.
  Забезпечує менші струми, знижує втрати в кабелях та підвищує загальний ККД системи.

Тип інвертора

• Автономний (Off-Grid).
  Повністю незалежний від електромережі, працює з акумуляторами та сонячними панелями. Підходить для віддалених будинків.
• Гібридний (Hybrid).
  Універсальне рішення: керує мережею, акумуляторами та сонячними панелями. Може продавати чи накопичувати енергію.
• Резервний (UPS).
  Забезпечує швидке перемикання при відключенні мережі, але не вміщує живлення всього будинку тривалий час.

Додаткові параметри вибору

• ККД. Сучасні інвертори мають ККД 90–96%. Чим вищий показник, тим менше втрат енергії.
• Системи захисту. Обов’язковий захист від перевантаження, короткого замикання, перегріву та глибокого розряду акумуляторів.
• Виробник. Відомі бренди забезпечують стабільну електроніку, реальну потужність та сервісну підтримку.

Рекомендації щодо підбору

• Освітлення, інтернет, гаджети: 1–1,5 кВт, чиста синусоїда, 12 В
• Котел та насоси: 2–3 кВт, чиста синусоїда, 24–48 В
• Весь будинок: 5–10 кВт, гібридний інвертор, 48 В, акумулятори LiFePO4

5 моделей домашніх інверторів потужністю 5 кВт

DEYE SUN‑5K 5kW Hybrid Inverter — гібридний інвертор 5 кВт, добре підходить для будинку із сонячними панелями та акумуляторами, має стабільну роботу та популярність серед користувачів.

Megarevo O5KL1D 5kW Off-Grid Inverter – автономний інвертор на 5 кВт, ідеальний для будинків без підключення до мережі або повністю автономної СЕС; витримує короткочасні піки до ~7.5 кВт.

HVM‑5KW Plus Parallel Hybrid Inverter — гібридний інвертор 5 кВт 48 V, який можна використовувати з батареями LiFePO4 та розширювати систему паралельним підключенням.

Deye SUN‑5K‑SG05LP1‑EU 5kW Hybrid Inverter — однофазний гібридний інвертор від відомого бренду Deye, підходить для дому із системою сонячних панелей та акумуляторами.

Huawei SUN2000‑5KTL‑L1 5kW Grid Inverter — мережний інвертор 5 кВт для сонячних систем з підключенням до мережі (без акумуляторів або гібридних схем). Huawei відомий своєю надійністю у PV-сфері.

Топ моделей домашніх інверторів потужністю 10 кВт

Інвертор гібридний MUST PH19‑10048 EXP — гібридний інвертор ~10 кВт
Підходить для будинку та сонячних панелей з акумуляторами.
Комбінує функції автономної та мережевої роботи.

Гібридний сонячний інвертор DEYE SUN‑10K‑SG04LP3‑EU — гібридний сонячний інвертор 10 кВт
Підтримує роботу із сонячними панелями.
Хороший варіант для повної системи енергопостачання вдома.

EcoFlow PowerOcean 10kW 3P — потужний трифазний інвертор ~10 кВт
Підходить для великих будинків та котеджів, де потрібне трифазне харчування.

Як вибрати акумулятор для дому

Акумулятор – основа резервної або автономної системи. Його тип впливає на термін служби, безпеку та ефективність.

Вибір типу акумулятора

LiFePO4 (літій-залізо-фосфатні)
Найбільш сучасне та надійне рішення. Відрізняються:

• термін служби 10–15 років;
• висока безпека;
• швидким зарядом;
• стійкістю до частих циклів заряду/розряду.
  Ідеальні для будинків із регулярними відключеннями електроенергії.

GEL/AGM (свинцево-кислотні)
Більш доступні за ціною:

• GEL краще переносять глибокі розряди;
• AGM підходять для рідкісних аварійних відключень.
  Мінуси — більша вага, менший ресурс, чутливість до глибоких розрядів.

Сумісність та умови експлуатації

• Напруга. Повинно відповідати інвертору (12 / 24 / 48 В).
• Сумісність з інвертором. LiFePO4 потребує правильного зарядного профілю.
• Температурні умови.
  • LiFePO4 добре працюють при жарі;
  • свинцево-кислотні погано переносять мороз;
  • GEL більш стійкі до холоду.

Чому варто вибирати LiFePO4

Для дому оптимальним варіантом є LiFePO4 48 В.
Це безпечні літієві акумулятори з високою термічною стабільністю, великим ресурсом (до 6000+ циклів) та високим ККД. Вони широко застосовуються в ДБЖ, сонячних електростанціях, електромобілях та промисловій енергетиці.

Ключові переваги:

• мінімальний ризик займання;
• менша вага та компактність;
• висока віддача потужності;
• вбудована система керування (BMS), що захищає від перезаряду та глибокого розряду.

Автомобільні акумулятори не можна використовувати — вони не розраховані на циклічну роботу.

5 акумуляторів для домашнього підключення та використання

48V 51.2V 200Ah LiFePO4 Movable Energy Storage Battery

Цей акумулятор є потужним LiFePO4-джерелом енергії на 48 В і ~10 кВт·год, що підходить для будинку з інвертором 3–7 кВт. LiFePO4-хімія забезпечує довгий термін служби – до 6000 циклів і більше, що робить його вигідним вкладенням на роки вперед. Такі батареї стійкі до глибоких розрядів та безпечніші за традиційні свинцево-кислотні аналоги завдяки вбудованій системі BMS із захистом від перезаряду та перегріву. Зручна переносна конструкція дозволяє використовувати батарею як стаціонарно, так і за потреби переміщати між об’єктами. Це чудове рішення для резервного харчування важливих споживачів, таких як котел, насоси, освітлення та побутова електроніка.

RCT Voltronic LIO-II 4810 5000Wh LiFePO4 Battery Module

Цей модульний акумулятор LiFePO4 на ≈5 кВт·год і 51.2 В відмінно підходить для невеликих домашніх систем резервного живлення або сонячних станцій. Завдяки LiFePO4-технології батарея має стабільну напругу протягом розряду та може обслуговувати пристрої без стрибків потужності до останніх відсотків заряду – це важливо для котлів та інверторів. Її відносно компактні розміри та модульність дозволяють легко збирати більш ємні системи шляхом паралельного з’єднання кількох модулів. Вбудований BMS контролює безпеку та баланс осередків, запобігаючи перегріву, коротке замикання та глибокий розряд. Відмінний варіант для тих, хто хоче створити автономне харчування з можливістю розширення зі збільшенням потреб.

48V 200Ah Power Wall Lithium Iron Battery

Цей 48 LiFePO4 Power Wall акумулятор потужністю близько 10 кВт·год призначений для стаціонарної установки в побутових енергосистемах. Він зберігає електроенергію від сонячних панелей або мережі та в потрібний момент забезпечує живлення будинку під час відключень або пікових навантажень. Літій-залізо-фосфатна конструкція забезпечує високу безпеку та довговічність, а вбудована система управління (BMS) захищає від перезаряду та глибокого розряду. Використання LiFePO4 також дозволяє батареї витримувати високі цикли без значної деградації, що збільшує термін її служби. Це ідеальний вибір для інтеграції з гібридним інвертором та СЕС для повноцінного енергопостачання будинку.

6000 Cycles 5kWh‑10kWh LiFePO4 Battery Pack

Цей акумулятор LiFePO4 пропонує 5–10 кВт·год енергії з великим ресурсом — до 6000 циклів розряду/заряду. Він добре підходить для підключення до домашніх інверторів та СЕС, забезпечуючи надійний резерв енергії у разі відключення мережі чи вночі. Солідний термін служби та здатність витримувати глибокі розряди робить такий акумулятор вигідним для частого використання та тривалої експлуатації без частої заміни. Вбудований BMS забезпечує захист від перевантажень, короткого замикання та температурних аномалій, що особливо важливо для стаціонарних домашніх систем. Такий пакет батарей стане основою системи автономного електропостачання, дозволяючи живити опалювальний котел, освітлення, електроніку та побутові прилади тривалий час.

Home Energy Storage 48V Li-ion Battery Rack Mounted

Ця стаціонарна LiFePO4 батарея для зберігання енергії на 48 В монтується у стійку і розрахована на великі системи – до 10 кВт·год або більше. Вона підходить для інтеграції в домашні сонячні станції, гібридні інвертори та резервні джерела живлення. Модульна конструкція дозволяє легко масштабувати ємність, додаючи додаткові блоки зі збільшенням потреб. Високоякісні літій-іонні елементи забезпечують стабільну напругу та високу енергоємність, що є корисним при тривалих відключеннях електрики або при використанні будинку без мережі. Цей варіант — гарний вибір для тих, хто планує побудувати масштабовану, довговічну та високоефективну систему енергопостачання.

Як вибрати ДБЖ для дому

• Резервні (Offline) та Line-Interactive
  Підходять для ПК та офісної техніки, забезпечують 10–15 хвилин роботи для коректного завершення.
• Інверторні (On-Line)
  Постійно формують чисту синусоїду, ідеальні для котлів, насосів та чутливої ​​електроніки. Підтримують зовнішні акумулятори та тривалу автономну роботу.

Для опалення, інтернету та освітлення під час блекаутів потрібні потужні інверторні ДБЖ з можливістю підключення додаткових АКБ.

5 моделей ДБЖ для дому

LogicPower LPM‑PSW‑3000VA

Цей ДБЖ потужністю ~3000 VA підходить для захисту домашньої техніки, комп’ютерів, роутерів та іншого обладнання при відключення електроенергії. Він забезпечує стабільне живлення та захист від стрибків напруги, що критично для чутливої ​​електроніки. Лінійно-інтерактивна топологія допомагає згладжувати перепади мережі без частого перемикання батареї, продовжуючи термін служби батарей. У моделі достатньо потужність, щоб витримати помірне навантаження та забезпечити кілька хвилин автономної роботи для безпечного завершення роботи пристроїв. Це вдалий баланс між ціною, надійністю та можливостями для дому чи невеликого офісу.

EnerGenie 3000VA EG‑HI‑PS3000‑02

ДБЖ EnerGenie з потужністю 3000 VA є доступним рішенням для користувачів, яким потрібно захистити побутову техніку та побутові прилади. Він здатний підтримувати роботу обладнання при короткочасних відключення електрики, даючи час для коректного вимкнення. Прилад оснащений захистом від перевантаження та короткого замикання, що підвищує безпеку використання. EnerGenie підійде для систем із комп’ютером, роутером, телевізором та іншими побутовими пристроями середнього навантаження. Це хороший варіант для тих, хто хоче недорогий та функціональний ДБЖ для житлового приміщення.

Ritar PT‑2KL‑LCD 2000VA

ДБЖ Ritar PT-2KL-LCD 2000VA потужністю 2000 VA – універсальний варіант для дому, офісу або хобі-простору, де потрібний захист електроніки. Він оснащений інформативним LCD-екраном, який показує стан живлення, рівень заряду батареї та навантаження. Ця модель підходить для живлення ПК, мережевого обладнання, ТВ та інших важливих пристроїв при перебоях енергії. Лінійно-інтерактивний дизайн дозволяє згладжувати перепади мережі без частого переходу на батарею, що знижує знос акумулятора. Завдяки зручному дисплею та достатньої потужності Ritar легко інтегрується у домашню енергетичну систему.

APC Smart-UPS 3000VA LCD SmartConnect

ДБЖ APC Smart-UPS 3000VA LCD SmartConnect – просунута модель від відомого виробника, розрахована на потужні домашні навантаження та обладнання, чутливе до якості живлення. Він оснащений LCD-екраном та підтримкою SmartConnect – хмарного управління та моніторингу стану ДБЖ через інтернет. Ця модель лінійно-інтерактивного типу забезпечує чисту синусоїду на виході, що важливо для котлів, NAS-систем та серверів. APC Smart-UPS відомий надійністю та довговічністю, але має вищу ціну в порівнянні з базовими моделями. Це відмінний вибір, якщо важлива розширена функціональність та віддалений моніторинг системи.

Powercom BNT‑3000AP IEC USB

ДБЖ Powercom BNT-3000AP потужністю 3000 VA є надійним рішенням для живлення домашньої техніки в умовах нестабільної мережі. Він обладнаний USB-портом для підключення до комп’ютера та моніторингу стану через спеціальне ПЗ. Лінійно-інтерактивний режим дозволяє швидко реагувати на перепади напруги, захищаючи підключені пристрої. Powercom пропонує гідний рівень захисту та достатню потужність для середнього навантаження у будинку. Ця модель підійде тим, хто хоче простий, але функціональний ДБЖ із можливістю моніторингу через USB.

Як вибрати сонячні панелі для дому

Типи сонячних панелей

• Монокристалічні
  ККД до 22%, компактні, ефективно працюють при слабкому висвітленні. Найкращий вибір для приватного будинку. Рекомендується виконання “скло-скло” для збільшеного терміну служби.
• Полікристалічні
  Дешевші, але менш ефективні.
• Тонкоплівкові (аморфні)
  Гнучкі, але з найнижчим ККД.

Ключові параметри сонячних панелей

• Потужність
  Розраховується у ватах. Формула:
  потужність панелі × сонячний годинник / 1000 = кВт·год на день.
• ККД
  Чим вище ККД, тим більше енергії з тієї ж площі, але вища вартість.
• Сезонність
  Взимку вироблення падає у 3–4 рази, тому систему завжди проектують із запасом.

Для житлового будинку середня потреба становить 10–15 кВт, проте на практиці рекомендується встановлювати 15–20 кВт. Наприклад, при використанні панелей 500 Вт потрібно 30–40 штук.

Андрій Кучеренко
Редактор новин

   

Читайте також

Xiaomi Pocket Edition Power Bank отримав вбудований кабель, USB Type-A і USB-C та ємінсть 10 000 мА·год

Павербанки Samsung ємністю до 10 і 20 тисяч мАч оснащені USB-C і підтримують 25 і 45 Вт

Чи вигідно імпортувати акумулятори з Китаю: аналіз витрат і переваг

Xiaomi представила павербанки з потужністю 33 Вт