Рекомендації щодо вибору зарядної станції для дому та квартири
- Що таке зарядна станція?
- Критерії вибору зарядної станції для дому
- Потужність зарядної станції
- Яка енергоємність буде оптимальною?
- Порти та роз'єми зарядних станцій
- Батареї та їх електрохімічна схема
- Модулі розширення
- Додаткові функції
- Обов'язкова перевірка безпеки та сертифікації
- То як же підібрати зарядну станцію?
Портативні зарядні станції зазвичай мають попит у любителів подорожей у дикі місця, рибалок, мисливців, рятувальників та геологів. Але останнім часом через часті відключення електрики, пов'язані з військовими діями, багато людей цікавляться, яку зарядну станцію купити для будинку чи квартири. Цей пристрій став панацеєю під час тотальних багатогодинних відключень. Якщо в приватному будинку можна використовувати паливний генератор, то в багатоквартирних будинках використання таких пристроїв заборонено для безпеки через ризик пожежі. Давайте розбиратися, яку зарядну станцію вибрати для квартири, на які технічні характеристики звернути увагу і як розрахувати потужність і енергоємність, щоб отримати можливість підключати різну побутову техніку під час відсутності електроживлення в мережі.
Що таке зарядна станція?
Простими словами, зарядна станція для квартири - це великий повербанк, в якому є різні роз'єми для підключення різної техніки - порти USB, розетки на 220В і т.д. Якщо копнути глибше, то з технічної точки зору портативна електростанція складається з акумуляторної батареї, інвертора і зарядного пристрою в одному корпусі з єдиним модулем управління.
Відразу обмовимося, що самостійно зібрати подібний пристрій з перерахованих вище частин можливо, якщо ви володієте необхідними знаннями в області електроніки і вмієте працювати руками. Саморобний пристрій, швидше за все, відрізнятиметься від фабричної зарядки великими габаритами, відсутністю різноманітних роз'ємів і гнізд для підключення техніки.
При недостатній компетенції майстра можливі неполадки та відмови у роботі через неправильно підібрану ємність батареї, типу зарядного пристрою та інвертора. Простіше придбати готову фабричну модель, яка буде безпечною та надійною в експлуатації.
Критерії вибору зарядної станції для дому
Як вибрати портативну зарядну станцію для квартири? Перше, на що потрібно звернути увагу при виборі – з'ясувати, яку техніку планується підключати до резервного живлення. У кожної сім'ї цей список буде індивідуальним, але є низка загальних критеріїв, за якими можна орієнтуватися.
Наприклад, якщо взяти за константу відсутність електроенергії протягом 2-4 годин, як спостерігалося у графіках відключень, то можна запропонувати три основні добірки техніки для живлення:
- ноутбук та кілька мобільних пристроїв (смартфони, планшети, інше) – знадобиться зарядна станція потужністю від 300 Вт та ємністю від 200 Вт*год;
- ноутбук, кілька мобільних гаджетів, газовий котел та один потужний пристрій, який використовується іноді, наприклад, праска – потрібна електростанція потужністю від 500 Вт та ємністю від 400 Вт*год;
- холодильник, телевізор, газовий котел, комп'ютер – знадобиться зарядна станція потужністю від 1000 Вт та ємністю від 1000 Вт*год.
Якщо ви не бажаєте обмежуватися конкретним набором пристроїв, що потребують живлення від портативної електростанції, зупиніть свій вибір на зарядній станції потужністю 2-3 кВт. Для неї доведеться докупити додаткові акумуляторні батареї та стабілізатори напруги для дому.
Як можна помітити, для мобільних пристроїв не потрібні зарядні станції великої потужності та енергоємності. Достатньо розрахувати сумарну потужність усіх гаджетів, яка повинна перевищувати потужність портативної зарядки. А ось із побутовою технікою складніше, для неї потрібна зарядна станція із чистою синусоїдою. Більшість електростанцій мають таку властивість, але далеко не всі.
Також при виборі портативної станції необхідно врахувати те, що деякі побутові прилади, наприклад холодильники або баштові насоси, споживають трохи енергії під час роботи, але при запуску їм потрібна пікова потужність.
Потужність зарядної станції
Потужність – один із основних параметрів, які потрібно враховувати при виборі зарядної станції. Залежно від потужності пристрою визначають, яку техніку можна до нього підключити. Потужність може бути пікова та номінальна. На номінальній потужності електростанція працює постійно. Пікову потужність прилад підтримує короткочасно (не більше хвилини), вона зазвичай вдвічі вища за номінальну. Якщо в специфікації виробник вказав потужність одноразово, наприклад, 400 Вт, її слід розцінювати, як номінальну, а пікова буде 800 Вт.
Пікову потужність споживають деякі побутові прилади з високими пусковими струмами. Наприклад, холодильник використовує у роботі 400-500 Вт, але під час запуску йому потрібна потужність 1000-1200 Вт. Щоб врахувати цей нюанс при виборі зарядної станції, потрібно обов'язково ознайомитися з інструкцією до побутового приладу або знайти відомості про пікову потужність в інтернеті.
Перед тим, як вибрати зарядну станцію для дому, потрібно врахувати, що оптимальний режим роботи батареї - це 80% від максимальної номінальної потужності. Іншими словами, якщо максимальна номінальна потужність станції 400 Вт, то сумарна потужність техніки, що підключається, не повинна перевищувати 320 Вт.
Яка енергоємність буде оптимальною?
Енергоємність зарядної станції – це характеристика, яка залежить від ємності акумуляторної батареї та сумарної споживаної потужності підключеної до неї техніки. Ємність батареї обчислюється в ампер-годинниках (Ач) або міліампер-годинниках (мАч). Енергоємність показує, скільки енергії (Вт) може віддати батарея у певний проміжок часу у розрахункових (ідеальних) умовах. Наприклад, у розрахункових умовах батарея енергоємністю 100 Вт*год зможе забезпечувати енергією пристрій із споживаною потужністю 100 Вт протягом однієї години. Але на практиці час скоротиться на кілька хвилин, тому що розрахункові умови не враховують таке:
- Напруга пристрою (споживана). Зазвичай енергоємність акумуляторних батарей розраховуються на напругу 3,7В, але деякі гаджети, наприклад смартфони, заряджаються при напрузі 5В і більше. Таким чином, час роботи батареї зменшиться.
- Коефіцієнт корисної дії (ККД) інвертора чи зарядної станції. Вказує на те, скільки енергії віддає портативна електростанція, а скільки витрачається на перетворення струму. ККД 90% та вище вважається дуже високим показником. Іншими словами, батарея із нашого прикладу працюватиме не 60 хвилин, а 54 (мінус 10%).
- Температура приміщення. Показник ККД акумулятора може змінюватись в залежності від температури. При надто високій або низькій температурі коефіцієнт корисної дії зменшується.
Давайте розрахуємо необхідну потужність батареї в ампер-годиннику. Для цього скористаємося такою формулою:
Q = (P * T)/(V * K),
- Q – мінімальна потужність батареї;
- P – сумарна споживана потужність пристроїв, що підключаються (500 Вт);
- T – час роботи на резервному живленні (2 години);
- V – напруга акумуляторної батареї (12 В);
- K – ККД (90%).
Q = (500*2)/(12*0,9) = 93 Аг
Отримане значення потрібно збільшити на 20-30%, щоб врахувати зношування акумуляторної батареї, різну робочу напругу пристроїв та інші характеристики:
Q = 93*1,3 = 121 Аг.
Ємність зарядної станції можна вирахувати, перемноживши оптимальну потужність батареї Q із середнім арифметичним значенням максимальної та мінімальної напруги пристроїв, що підключаються. Наприклад, якщо у ноутбука напруга 20 В, а смартфона – 5В, то середнє арифметичне цих двох показників – 12,5 В. Перемножуємо 121 * 12,5 = 1512,5 Вт * год. Іншими словами, ємність зарядної станції повинна бути не менше ніж 1500 Вт*год.
Порти та роз'єми зарядних станцій
Велика кількість різноманітних портів та роз'ємів на зарядній станції дозволяє підключати до неї різну техніку (у межах допустимої потужності):
- Розетка 220 В – стандартний роз'єм для підключення вилкових пристроїв.
- Роз'єм DC для пристроїв, які використовують постійний струм із перетворенням його через блок живлення (наприклад, роутери).
- USB Type-A – класичний прямокутний роз'єм, який працює з напругою 5, 9 або 12 В.
- USB Type-C – порт, здатний заряджати техніку, що підключається, наприклад, деякі ноутбуки.
- Порт для підключення автомобільного прикурювача, щоб заряджати портативну електростанцію в дорозі.
- Порт для підключення сонячної панелі, щоб заряджати портативну зарядну станцію від сонця. Швидкість заряджання залежить від інтенсивності сонячного світла та потужності панелі.
Зверніть увагу, що зарядні електростанції, вироблені в США та деяких інших країнах, замість звичних розеток для виделок у двох штепселях круглого перерізу можуть бути обладнані моделями трьохпінових.
Щоб скористатися такою станцією, доведеться купити перехідник. Однак перехідник не може забезпечити щільне прилягання вилки, що часто є причиною короткого замикання. Особливо це стосується потужних пристроїв (1-2 кВт). Все ж таки рекомендуємо вибрати прилад зі стандартною розеткою, щоб уникнути неприємних наслідків.
Батареї та їх електрохімічна схема
Акумулятор – важлива частина зарядної станції, від якої залежить швидкість зарядки від мережі, а також кількість циклів перезаряджання. Під повним циклом перезарядки мається на увазі розряджання батареї зі 100% до 20%. Цей показник вказує на ресурс батареї, за вичерпанням якого розпочнеться поступове зниження її ємності. Виробники зазвичай позначають ресурс наступними формулюваннями: до 800 циклів зарядки при 80% потужності (мається на увазі потужність пристроїв, що підключаються).
Ресурс залежить від типу батареї:
- Літій-іонні (Li-Ion, Li-NCM) і літій-полімерні (Li-Pol) акумулятори здатні пройти 800-1000 циклів зарядки, в окремих випадках до 2000. Найвищий ККД таких батарей при температурі 15-35ºС. Швидкість заряджання середня. Погано реагують на глибоку розрядку.
- Літій-залізо-фосфатний (LiFePo4) акумулятор розрахований на 2000-3000 циклів заряджання. Найвищий ККД за нормальної температури 10-35ºС. Швидкість заряджання висока, але потребують зарядного адаптера високої потужності. Ці моделі компактніші і добре переносять глибоку розрядку.
Крім того, батареї типу LiFePo4 більш довговічні і менш схильні до перегріву, спалаху та вибуху. Також вони здатні тривалий час зберігати заряд у режимі простою.
Модулі розширення
Деякі бренди виробляють модульні зарядні станції. Такі пристрої мають основний модуль - власне зарядну станцію - і додаткові модулі-акумулятори. Усі модулі з'єднуються між собою у вигляді потужних силових кабелів.
Завдяки модульній конструкції можливе підключення до портативної електростанції всіх необхідних пристроїв у будинку чи квартирі. Для цього потрібно докупити додаткові модулі, щоби розширити енергоємність до потрібних значень.
Додаткові функції
Портативні електростанції можуть мати деякі додаткові можливості:
- Цифровий екран. Відображає в реальному часі шкалу заряду батареї та значення вхідного струму, потужності та напруги. Більш просунуті прилади можуть мати таймер зворотного відліку до повної розрядки акумулятора.
- Модулі WiFi та Bluetooth. Потрібні для підключення до системи розумного будинку. Також можуть передавати дані про стан пристрою у програму на смартфоні. Завдяки цьому стан батареї можна відстежувати віддалено.
- Вбудований ліхтар. Є практично у всіх переносних зарядних станціях.
- Транспортувальні пристрої (колеса чи майданчики). Ця опція є у всіх важких і габаритних моделей.
Крім того, деякі портативні станції обладнані функцією бездротової зарядки. З одного боку – це дуже зручно, але з іншого – недоцільно. У бездротової зарядки низький коефіцієнт корисної дії - не більше 60-75%, тобто значна частина енергії витрачається марно.
Обов'язкова перевірка безпеки та сертифікації
Усі портативні зарядні станції проходять обов'язкову перевірку безпеки та сертифікацію. Вони оцінюються за різними критеріями, які залежить від вимог конкретної держави.
Основні критерії, за якими відбувається перевірка:
- Електрична безпека. Пристрої проходять перевірку на перегрів, коротке замикання, захист від навантаження, стійкість до перепадів напруги, механічних впливів. Також перевіряється якість ізоляції та стійкість до пробою. Електростанції повинні відповідати таким стандартам як IEC 60950-1, IEC 62368-1 або UL 2743.
- Електромагнітна сумісність (ЕМС). Станції не повинні створювати перешкод іншим пристроям та стійко працювати в умовах зовнішніх перешкод відповідно до стандартів EN 55032, EN 55035.
- Перевірка акумуляторів. Батареї тестуються на хімічну стабільність, захист від витоків, ризик займання та вибуху. Вони повинні добре переносити ударні навантаження та перепади температур. Стандарт UN 38.3 для літій-іонних та літій-полімерних моделей.
- Екологічні вимоги. Зарядна станція не повинна містити небезпечних речовин, наприклад, свинцю або ртуті відповідно до RoHS (Restriction of Hazardous Substances). Також вона повинна підлягати утилізації після закінчення терміну служби відповідно до WEEE (Waste Electrical and Electronic Equipment).
Тестування зарядних станцій на відповідність стандартам проводиться акредитованими випробувальними центрами, які після підтвердження вищезазначеним стандартам видають сертифікат безпеки. Перед тим, як вибрати та купити зарядну станцію, перевірте, чи є в її технічній документації або на корпусі позначення стандартів безпеки та наявності сертифіката. Наприклад, портативні електростанції, вироблені в ЄС, маркуються написом CE, у США – FCC, у Китаї – CCC, у Японії – PSE, у Кореї – KC.
Також зарядні станції проходять перевірку на захист від вологи та пилу (IP), удароміцність та захист від падінь (MIL-STD-810), відповідність пожежної безпеки (UL 94) та інші тести.
То як же підібрати зарядну станцію?
Коротко підсумуємо вищесказане. При виборі зарядної станції потрібно орієнтуватися на такі параметри:
- Потужність (Вт). Вказує на те, яке максимальне навантаження може витримати станція. Щоб вибрати прилад необхідної потужності, потрібно підсумувати потужність пристроїв, які планується підключати до живлення та додати до неї 20-30%. Докладніше розрахунок потужності зазначений вище. Для зарядки мобільних гаджетів зазвичай потрібен прилад малої потужності, для побутової техніки – потужніші станції.
- Енергоємність (Вт * год). Визначає, скільки енергії може зберігати станція, а також скільки разів можна зарядити пристрої або скільки пристроїв можна підживлювати протягом певного часу. Розрахувати необхідну енергоємність можна за формулою, зазначеною вище. Також можна скористатися онлайн калькуляторами в Інтернеті.
- Тип акумулятора. У зарядних станціях використовуються акумулятори різних типів – Li-Ion, Li-Pol, NMC, LiFePo4, які мають різні цикли заряджання. Наприклад, Li-Ion проходить 800-1000 циклів, перш ніж батарея почне втрачати ємність, а LiFePo4 – від 2000 до 3000 циклів. Також від типу акумулятора залежать інші характеристики батареї. Наприклад, літій-залізо фосфатні батареї довго зберігають заряд при простої, мають довгий термін служби, вони менш схильні до ризику займання і краще переносять глибоку розрядку.
- Порти та роз'єми. Зарядна станція може мати кілька портів і роз'ємів різних типів, таких як стандартні розетки 220 В, порти USB type-A, USB type-C, DC роз'єм, порти для підключення автомобільного прикурювача або сонячної панелі. При виборі станції потрібно враховувати, які пристрої будуть підключатися до неї, чи є для них роз'єми в достатній кількості.
- Модульні системи. Складаються із зарядної станції та модулів (акумуляторів), що підключаються. Така система дозволяє масштабувати електростанцію шляхом додавання нових модулів та збільшення ємності. Більша модульна зарядна станція зможе забезпечувати живленням більше різних пристроїв, починаючи з мобільних гаджетів (смартфонів, планшетів, ноутбуків) і закінчуючи великою побутовою технікою (холодильники, морозильні скрині, опалювальні котли, водяні насоси і т.д.).
- Додаткові функції. Багато портативних електростанцій обладнані ліхтарями, цифровим табло, деякі моделі мають Bluetooth та WiFi для підключення до смартфону або системи розумного будинку, а також функцію бездротової зарядки.
- Габарити та вага. Якщо ви плануєте подорожувати із зарядною станцією, вибирайте компактніші моделі, які легко переносити. Для будинку можна придбати габаритну модель з колесами транспортування. Зверніть увагу, що великі станції мають велику потужність і ємність акумуляторної батареї.
- Бренд. Портативні електростанції пропонують виробники із різних країн. Найпопулярнішими на сьогоднішній день вважаються станції від брендів EcoFlow, Bluetti, Jackery, Goal Zero, PowerPlant, Choetech та інших.
- Ціна. Після того, як ви визначились із технічними характеристиками портативної електростанції, зверніть увагу на вартість. Більш потужні пристрої коштують дорожче, але різні бренди аналогічні прилади можуть сильно відрізнятися за ціною. Порівняйте різні моделі, щоб вибрати оптимальний варіант.
У разі вибору зарядної станції зверніть увагу на наявність сертифікатів безпеки та відповідного маркування на корпусі або в технічній документації до приладу. Електростанція повинна відповідати цілій низці стандартів, а саме пожежній, енергетичній, екологічній безпеці. Вона повинна мати захист від перегріву, короткого замикання, займання та вибуху, бути захищеною від вологи та пилу, стійкою до перепадів температур, механічних впливів.
Інші наші статті
Читайте також