Рекомендации по выбору зарядной станции для дома и квартиры
- Что представляет собой зарядная станция?
- Критерии выбора зарядной станции для дома
- Мощность зарядной станции
- Какая энергоемкость будет оптимальной?
- Порты и разъемы зарядных станций
- Батареи и их электрохимическая схема
- Модули расширения
- Дополнительные функции
- Обязательная проверка безопасности и сертификации
- Так как же подобрать зарядную станцию?
Портативные зарядные станции обычно пользуются спросом у любителей путешествий в дикие места, рыболовов, охотников, спасателей и геологов. Но в последнее время из-за частых отключений электричества, связанных с военными действиями, многие люди интересуются, какую зарядную станцию купить для дома или квартиры. Это устройство стало панацеей в период тотальных многочасовых отключений. Если в частном доме можно использовать топливный генератор, то в многоквартирных домах использование таких устройств запрещено в целях безопасности из-за риска пожара. Давайте разбираться, какую зарядную станцию выбрать для квартиры, на какие технические характеристики обратить внимание и как произвести расчет мощности и энергоемкости, чтобы получить возможность подключать разную бытовую технику во время отсутствия электропитания в сети.
Что представляет собой зарядная станция?
Простыми словами, зарядная станция для квартиры – это большой повербанк, в котором есть различные разъемы для подключения разной техники – USB-порты, розетки на 220В и т.д. Если копнуть глубже, то с технической точки зрения, портативная электростанция состоит из аккумуляторной батареи, инвертора и зарядного устройства в одном корпусе с единым модулем управления.
Сразу оговоримся, что самостоятельно собрать подобное устройство из вышеперечисленных частей возможно, если вы обладаете необходимыми знаниями в области электроники и умеете работать руками. Самодельное устройство, скорей всего, будет отличаться от фабричной зарядки крупными габаритами, отсутствием разнообразных разъемов и гнезд для подключения техники.
При недостаточной компетенции мастера возможны неполадки и отказы работы из-за неправильно подобранной емкости батареи, типа зарядного устройства и инвертора. Проще приобрести готовую фабричную модель, которая будет безопасной и надежной в эксплуатации.
Критерии выбора зарядной станции для дома
Как же выбрать портативную зарядную станцию для квартиры? Первое, на что нужно обратить внимание при выборе – это выяснить, какую технику планируется подключать к резервному питанию. У каждой семьи этот список будет индивидуальным, но есть ряд общих критериев, по которым можно ориентироваться.
Например, если взять за константу отсутствие электроэнергии в течение 2-4 часов, как наблюдалось в графиках отключений, то можно предложить три основных подборки техники для питания:
- ноутбук и несколько мобильных устройств (смартфоны, планшеты, прочее) – потребуется зарядная станция мощностью от 300 Вт и емкостью от 200 Вт*ч;
- ноутбук, несколько мобильных гаджетов, газовый котел и одно мощное устройство, которое используется иногда, например, утюг – нужна электростанция мощностью от 500 Вт и емкостью от 400 Вт*ч;
- холодильник, телевизор, газовый котел, компьютер – потребуется зарядная станция мощностью от 1000 Вт и емкостью от 1000 Вт*ч.
Если вы не хотите ограничиваться конкретным набором устройств, требующих питания от портативной электростанции, остановите свой выбор на зарядной станции мощностью 2-3 кВт. Для нее придется докупить дополнительные аккумуляторные батареи и стабилизаторы напряжения для дома.
Как можно заметить, для мобильных устройств не требуется зарядных станций большой мощности и энергоемкости. Достаточно рассчитать суммарную мощность всех гаджетов, которая не должна превышать мощность портативной зарядки. А вот с бытовой техникой сложнее, для нее требуется зарядная станция с чистой синусоидой. Большинство электростанций обладают таким свойством, но далеко не все.
Также при выборе портативной станции необходимо учесть то, что некоторые бытовые приборы, например, холодильники или башенные насосы, потребляют немного энергии во время работы, но при запуске им требуется пиковая мощность.
Мощность зарядной станции
Мощность – один из основных параметров, которые нужно учитывать при выборе зарядной станции. В зависимости от мощности прибора определяют, какую технику можно к нему подключить. Мощность может быть пиковая и номинальная. На номинальной мощности электростанция работает постоянно. Пиковую мощность прибор поддерживает кратковременно (не более минуты), она обычно вдвое выше номинальной. Если в спецификации производитель указал мощность однократно, например, 400 Вт, то ее следует расценивать, как номинальную, а пиковая будет 800 Вт.
Пиковую мощность потребляют некоторые бытовые приборы с высокими пусковыми токами. Например, холодильник использует в работе 400-500 Вт, но во время запуска ему нужна мощность 1000-1200 Вт. Чтобы учесть данный нюанс при выборе зарядной станции, нужно обязательно ознакомиться с инструкцией к бытовому прибору или найти сведения о его пиковой мощности в интернете.
Перед тем, как выбрать зарядную станцию для дома, нужно также учесть, что оптимальный режим работы батареи – это 80% от максимальной номинальной мощности. Иными словами, если максимальная номинальная мощность станции 400 Вт, то суммарная мощность подключаемой техники не должна превышать 320 Вт.
Какая энергоемкость будет оптимальной?
Энергоемкость зарядной станции – это характеристика, которая зависит от емкости аккумуляторной батареи и суммарной потребляемой мощности подключенной к ней техники. Емкость батареи исчисляется в ампер-часах (Ач) или миллиампер-часах (мАч). Энергоемкость показывает, сколько энергии (Вт) может отдать батарея в определенный промежуток времени в расчетных (идеальных) условиях. Например, в расчетных условиях батарея энергоемкостью 100 Вт*ч сможет обеспечивать энергией устройство с потребляемой мощностью 100 Вт в течение одного часа. Но на практике время сократится на несколько минут, потому что расчетные условия не учитывают следующее:
- Напряжение устройства (потребляемое). Обычно энергоемкость аккумуляторных батарей рассчитываются на напряжение 3,7В, но некоторые гаджеты, например, смартфоны, заряжаются при напряжении 5В и больше. Таким образом, время работы батареи уменьшится.
- Коэффициент полезного действия (КПД) инвертора или зарядной станции. Указывает на то, сколько энергии отдает портативная электростанция, а сколько расходуется на преобразование тока. КПД 90% и выше считается очень высоким показателем. Иными словами, батарея из нашего примера будет работать не 60 минут, а 54 (минус 10%).
- Температура помещения. Показатель КПД аккумулятора может изменяться в зависимости от температуры. При слишком высокой или низкой температуре коэффициент полезного действия уменьшается.
Давайте рассчитаем требуемую мощность батареи в ампер-часах. Для этого воспользуемся следующей формулой:
Q = (P * T)/(V * K),
- Q – минимальная мощность батареи;
- P – суммарная потребляемая мощность подключаемых устройств (500 Вт);
- T – время работы на резервном питании (2 часа);
- V – напряжение аккумуляторной батареи (12 В);
- K – КПД (90%).
Q = (500*2)/(12*0,9) = 93 Ач
Полученное значение нужно увеличить на 20-30%, чтобы учесть износ аккумуляторной батареи, разное рабочее напряжение устройств и другие характеристики:
Q = 93*1,3 = 121 Ач.
Емкость зарядной станции можно высчитать, перемножив оптимальную мощность батареи Q со средним арифметическим значением максимального и минимального напряжения подключаемых устройств. Например, если у ноутбука напряжение 20 В, а у смартфона – 5В, то среднее арифметическое этих двух показателей – 12,5 В. Перемножаем 121*12,5 = 1512,5 Вт*ч. Иными словами, емкость зарядной станции должна быть не менее 1500 Вт*ч.
Порты и разъемы зарядных станций
Большое количество разнообразных портов и разъемов на зарядной станции позволяет подключать к ней разную технику (в пределах допустимой мощности):
- Розетка 220 В – стандартный разъем для подключения устройств с вилкой.
- Разъем DC для устройств, использующих постоянный ток с преобразованием его через блок питания (например, роутеры).
- USB Type-A – классический прямоугольный разъем, работающий с напряжением 5, 9 или 12 В.
- USB Type-C – порт, способный подзаряжать подключаемую технику, например, некоторые ноутбуки.
- Порт для подключения автомобильного прикуривателя, чтобы заряжать портативную электростанцию в дороге.
- Порт для подключения солнечной панели, чтобы заряжать портативную зарядную станцию от солнца. Скорость зарядки зависит от интенсивности солнечного света и мощности панели.
Обратите внимание, что зарядные электростанции, произведенные в США и некоторых других странах, вместо привычных розеток для вилок в двумя штепселями круглого сечения могут быть оборудованы трехпиновыми моделями.
Чтобы пользоваться такой станцией, придется купить переходник. Однако переходник не может обеспечить плотного прилегания вилки, что часто является причиной короткого замыкания. Особенно это касается мощных устройств (1-2 кВт). Все же рекомендуем выбрать прибор со стандартной розеткой во избежание неприятных последствий.
Батареи и их электрохимическая схема
Аккумуляторная батарея – важная часть зарядной станции, от которой зависит скорость зарядки от сети, а также количество циклов перезарядки. Под полным циклом перезарядки имеется в виду разрядка батареи со 100% до 20%. Этот показатель указывает на ресурс батареи, по исчерпанию которого начнется постепенное снижение ее емкости. Производители обычно обозначают ресурс следующими формулировками: до 800 циклов зарядки при 80% мощности (имеется в виду мощность подключаемых устройств).
Ресурс напрямую зависит от типа батареи:
- Литий-ионные (Li-Ion, Li-NCM) и литий-полимерные (Li-Pol) аккумуляторы способны пройти 800-1000 циклов зарядки, в редких случаях до 2000. Самый высокий КПД таких батарей при температуре 15-35ºС. Скорость зарядки средняя. Плохо реагируют на глубокую разрядку.
- Литий-железо-фосфатный (LiFePo4) аккумулятор рассчитан на 2000-3000 циклов зарядки. Самый высокий КПД при температуре 10-35ºС. Скорость зарядки высокая, но нуждаются в зарядном адаптере высокой мощности. Эти модели более компактны и хорошо переносят глубокую разрядку.
Кроме того, батареи типа LiFePo4 более долговечны и менее подвержены перегреву, возгоранию и взрыву. Также они способны долгое время сохранять заряд в режиме простоя.
Модули расширения
Некоторые бренды производят модульные зарядные станции. У таких устройств есть основной модуль – собственно зарядная станция – и дополнительные модули-аккумуляторы. Все модули соединяются между собой посредством мощных силовых кабелей.
Благодаря модульной конструкции возможно подключение к портативной электростанции всех необходимых устройств в доме или квартире. Для этого нужно докупить дополнительные модули, чтобы расширить энергоемкость до нужных значений.
Дополнительные функции
Портативные электростанции могут быть иметь некоторые дополнительные возможности:
- Цифровой дисплей. Отображает в реальном времени шкалу заряда батареи и значения входного тока, мощности и напряжения. Более продвинутые приборы также могут иметь таймер обратного отсчета до полной разрядки аккумулятора.
- Модули WiFi и Bluetooth. Нужны для подключения к системе умного дома. Также могут передавать данные о состоянии устройства в приложение на смартфоне. Благодаря этому состояние батареи можно отслеживать удаленно.
- Встроенный фонарь. Имеется практически во всех переносных зарядных станциях.
- Транспортировочные устройства (колеса или площадки). Эта опция присутствует у всех тяжелых и габаритных моделей.
Кроме того, некоторые портативные станции оборудованы функцией беспроводной зарядки. С одной стороны – это очень удобно, но с другой – нецелесообразно. У беспроводной зарядки низкий коэффициент полезного действия – в пределах 60-75%, иными словами значительная часть энергии расходуется впустую.
Обязательная проверка безопасности и сертификации
Все портативные зарядные станции проходят обязательную проверку безопасности и сертификацию. Они оцениваются по разным критериям, которые зависят от требований конкретной страны.
Основные критерии, по которым проходит проверка:
- Электрическая безопасность. Устройства проходят проверку на перегрев, короткое замыкание, защиту от перегрузки, устойчивость к перепадам напряжения, механическим воздействиям. Также проверяется качество изоляции и устойчивость к пробою. Электростанции должны соответствовать таким стандартам, как IEC 60950-1, IEC 62368-1 или UL 2743.
- Электромагнитная совместимость (ЕМС). Станции не должны создавать помех другим устройствам и устойчиво работать в условиях внешних помех в соответствии со стандартами EN 55032, EN 55035.
- Проверка аккумуляторов. Батареи тестируются на химическую стабильность, защиту от утечек, риск воспламенения и взрыва. Они должны хорошо переносить ударные нагрузки и перепады температур. Стандарт UN 38.3 для литий-ионных и литий-полимерных моделей.
- Экологические требования. Зарядная станция не должна содержать опасных веществ, например свинца или ртути в соответствии с RoHS (Restriction of Hazardous Substances). Также она должна подлежать утилизации после окончания срока службы в соответствии с WEEE (Waste Electrical and Electronic Equipment).
Тестирование зарядных станций на соответствие стандартам проводится аккредитованными испытательными центрами, которые после подтверждения вышеуказанным стандартам выдают сертификат безопасности. Перед тем, как выбрать и купить зарядную станцию, проверьте, присутствуют ли в ее технической документации или на корпусе обозначения стандартов безопасности и наличия сертификата. Например, портативные электростанции, производимые в ЕС, маркируются надписью CE, в США – FCC, в Китае – CCC, в Японии – PSE, в Корее – KC.
Также зарядные станции проходят проверку на защиту от влаги и пыли (IP), ударопрочность и защиту от падений (MIL-STD-810), соответствие пожарной безопасности (UL 94) и другие тесты.
Так как же подобрать зарядную станцию?
Кратко подытожим все вышесказанное. При выборе зарядной станции нужно ориентироваться на следующие параметры:
- Мощность (Вт). Указывает на то, какую максимальную нагрузку может выдержать станция. Чтобы выбрать прибор необходимой мощности, нужно суммировать мощность устройств, которые планируется подключать к питанию и добавить к ней 20-30%. Более подробно расчет мощности указан выше. Для зарядки мобильных гаджетов обычно требуется прибор малой мощности, для бытовой техники – более мощные станции.
- Энергоемкость (Вт*ч). Определяет, сколько энергии может хранить станция, а также сколько раз можно зарядить устройства или сколько устройств можно подпитывать в течение определенного времени. Рассчитать необходимую энергоемкость можно по формуле, указанной выше. Также можно воспользоваться онлайн калькуляторами в сети интернет.
- Тип аккумуляторной батареи. В зарядных станциях используются аккумуляторы разных типов – Li-Ion, Li-Pol, NMC, LiFePo4, которые имеют разные циклы зарядки. Например, Li-Ion проходит 800-1000 циклов, прежде чем батарея начнет терять емкость, а LiFePo4 – от 2000 до 3000 циклов. Также от типа аккумулятора зависят другие характеристики батареи. Например, литий-железо фосфатные батареи долго сохраняют заряд при простое, имеют долгий срок службы, они менее подвержены риску возгорания и лучше переносят глубокую разрядку.
- Порты и разъемы. Зарядная станция может иметь несколько портов и разъемов разных типов, таких как стандартные розетки 220 В, порты USB type-A, USB type-C, разъем DC, порты для подключения автомобильного прикуривателя или солнечной панели. При выборе станции нужно учитывать, какие устройства будут к ней подключаться, есть ли для них разъемы в достаточном количестве.
- Модульные системы. Состоят из зарядной станции и подключаемых модулей (аккумуляторов). Такая система позволяет масштабировать электростанцию путем добавления новых модулей и увеличения емкости. Более крупная модульная зарядная станция сможет обеспечивать питанием большее количество различных устройств, начиная с мобильных гаджетов (смартфонов, планшетов, ноутбуков) и заканчивая крупной бытовой техникой (холодильники, морозильные лари, отопительные котлы, водяные насосы и т.д.).
- Дополнительные функции. Многие портативные электростанции оборудованы фонарями, цифровым табло, некоторые модели имеют Bluetooth и WiFi для подключения к смартфону или системе умного дома, а также функцию беспроводной зарядки.
- Габариты и вес. Если вы планируете путешествовать с зарядной станцией, выбирайте более компактные модели, которые легко переносить. Для дома можно приобрести габаритную модель с транспортировочными колесами. Учтите, что крупные станции имеют большую мощность и емкость аккумуляторной батареи.
- Бренд. Портативные электростанции предлагают производители из разных стран. Самыми популярными на сегодняшний день считаются станции от брендов EcoFlow, Bluetti, Jackery, Goal Zero, PowerPlant, Choetech и других.
- Цена. После того, как вы определились с техническими характеристиками портативной электростанции, обратите внимание на стоимость. Более мощные устройства стоят дороже, но у разных брендов аналогичные приборы могут сильно отличаться по цене. Сравните разные модели, чтобы выбрать оптимальный вариант.
При выборе зарядной станции обратите внимание на наличие сертификатов безопасности и соответствующей маркировки на корпусе или в технической документации к прибору. Электростанция должна соответствовать целому ряду стандартов, а именно пожарной, энергетической, экологической безопасности. Она должна иметь защиту от перегрева, короткого замыкания, возгорания и взрыва, быть защищенной от влаги и пыли, устойчивой к перепадам температур, механическим воздействиям.
Другие наши статьи
Читайте также