Третий год войны России против Украины научил нас ценить вещи, которые до этого казались естественными – наличие света и тепла в квартирах. Украинцы на горьком опыте убедились, что лучше иметь автономный источник электроэнергии хотя бы для базовых приборов, обеспечивающих тепло, связь и сохранность продуктов. В периоды предыдущих отключений электричества купить зарядную станцию, за счет дороговизны и дефицита, смогли не все. В связи с этим многие задумались о том, как собрать станцию самостоятельно. Данной теме и будет посвящена наша статья. 

Самый простой вариант зарядной станции, собранной своими руками, будет состоять из инвертора, аккумулятора, зарядного устройства, а также (опционально) из индикатора уровня заряда. Такая сборка будет, примерно, на 30-40% дешевле фабричной модели. Ко всему этому можно также добавить кейс, чтобы конструкцию было удобнее транспортировать. Да, это увеличит итоговую стоимость, но в разы повысит удобство. В данной статье мы расскажем о “базовом” варианте, для которого не потребуется каких либо фундаментальных знаний об электроприборах или навыков пайки (кроме некоторых моделей индикаторов заряда, где надо припаять всего 2 провода). 

 

Содержание: 

 

Необходимые компоненты

Итак, для основы нашей сборки вам понадобятся три основных компонента и ряд вспомогательных, без которых можно обойтись, однако их наличие, существенно повысит комфорт в эксплуатации готовой зарядной станции. Из основных компонентов нам понадобятся – аккумулятор, инвертор и зарядное устройство, а также провода для крепления на клеммы (иногда их нет в комплекте с инвертором или ЗУ). Из дополнительных – индикатор заряда и ящик для инструментов с колесами (если вы будете собирать тяжелую станцию повышенной емкости). 

 

Шаг 1. Подготовка компонентов

 

Выбор и сборка аккумулятора

При выборе аккумулятора/ов надо отталкиваться от той энергоемкости, которая вам необходима. Чтобы ее правильно рассчитать, нужно учесть суммарную мощность всех подключаемых приборов. Подробно о том, как произвести нужные подсчеты, вы мо

жете прочитать в нашей статье “Как выбрать зарядную станцию и не прогадать?”. 

Аккумуляторы различаются между собой по электрохимической схеме, от нее и будет зависеть сфера их применения. Зарядные станции, как правило, собирают с аккумуляторами следующих типов:

  • AGM (Absorbed Glass Mat). В таких аккумуляторах электролит превращен в гель или подобие желе и не выделяет никаких газов при эксплуатации. Уровень допустимого разряда порядка 30%, однако, для продления срока эксплуатации батареи, лучше не превышать 50%. AGM аккумуляторы дороже свинцово кислотных, но их можно без опаски использовать в жилых помещениях, поэтому купить гелевый аккумулятор – разумный выбор;
  • Li Ion. На них преимущественно построены аккумуляторы к ИБП;
  • LiFePol. Батареи на базе данной электрохимической схемы имеют примерно одинаковые свойства с литий-ионными. Они выдерживают разрядку до 15-20% и довольно быстро заряжаются. По скорости зарядки литий-ферум-полимерные батареи превосходят литий-ионные на 40-50%, поэтому, в условиях частых отключений, разумнее купить аккумулятор LiFePol. 

Емкость аккумуляторов зарядных станций указывают в Вт*ч, тогда как для батарей, которые вы можете приобрести отдельно, в А*ч. Перевести А*ч в Вт*ч очень просто. Для этого используем закон Ома:

P = I*U

 

Здесь P – мощность в Ваттах, I – сила тока в Амперах, U – напряжение в Вольтах. Поскольку у нас речь идет об емкости (мощности или силе тока на единицу времени – час), то нам нужно емкость в ампер часах умножить на напряжение, при котором работает аккумулятор. Например, емкость аккумулятора – 80 А*ч, а рабочее напряжение 12 В. В итоге: 80 А*ч * 12 В = 960 Вт*ч.

 

Выбор инвертора

Инвертор, один из основных компонентов нашей будущей зарядной станции, от него зависит сколько и какой техники вы можете запитать, а также количество и тип доступных интерфейсов для ее подключения. Так что прежде чем купить инвертор стоит определится с его типом и характеристиками.

автомобильный инвертор

Среди всех разновидностей инверторов в отдельную группу выделяют только автомобильные, так как у них есть порт зарядки от прикуривателя. Остальные же различают только по типу монтажа. Например для солнечных батарей чаще используют настенные инверторы. Есть и компактные модели, которые можно поместить в коробку. Некоторые из них обладают/могут обладать полноценным цифровым экраном,возможностью контроля уровня заряда, а также рядом других функций. 

Условно “солнечный” инвертор нам понадобиться в том случае, если мы хотим заряжать станцию от солнечной панели. Однако, неприятный сюрприз кроется в том, что его необходимо будет докупить дополнительно к основному инвертору. То есть для относительно бюджетной сборки остаются только автомобильные инверторы. 

 

Параметры инвертора

Инвертор преобразует постоянный ток от аккумулятора в переменный. Выбирая его нужно обращать внимание на следующие моменты:

  • Мощность. Производители указывают два значения мощности: номинальная (постоянная) и пиковая. Постоянную мощность устройство может выдавать длительное время, а пиковую (которая, как правило, в 2 раза выше постоянной) только короткое время. Поэтому, для определения требуемой номинальной мощности инвертора нужно сложить мощность всех подключаемых приборов. Полученная цифра должна быть на 10-20% меньше чем номинальная мощность инвертора. Также стоит учитывать один нюанс: если вы подключаете приборы с электродвигателем (например, холодильник, электродрель и т. д.), пиковая мощность инвертора должна быть достаточной для их запуска. Например, если у холодильника постоянная мощность составляет 600 Вт, а пиковая (необходимая для запуска двигателя) — 1200 Вт, то инвертор должен обеспечивать пиковую мощность не менее 1200 Вт.
  • Тип синусоиды тока. При преобразовании тока из постоянного в переменный инвертор может выдавать чистую (плавную) или ступенчатую синусоиду. Чистая синусоида нужна для “чувствительной” техники, в которой есть двигатели (холодильник, отопительный котел). Инверторы с чистым синусом существенно дороже. В случае, если подключение чувствительной техники не планируется – покупайте инвертор с модифицированной синусоидой. Если вдруг обстоятельства поменяются, можно докупить сетевой фильтр, который сгладит перепады напряжения;
  • Необходимый набор разъемов. Большинство автомобильных инверторов оснащены 1 розеткой на 220 В, одним разъемом постоянного тока DC и несколькими USB портами. Если вам необходимо что-то сверх этого – ищите соответствующую модель;
  • Соответствие параметрам батареи. Инвертор должен быть способен работать с батареей при том максимальном напряжении, которое она способна отдавать. В нашем случае это 12 Вольт. 

 

Выбор зарядного устройства

Зарядное устройство должно быть совместимо с выбранным ранее аккумулятором. При выборе вам необходимо обратить внимание на следующие параметры:

  • Напряжение. Аккумуляторы могут иметь разный вольтаж. Важно чтобы вольтаж аккумулятора и зарядного устройства совпадали. Как правило в зарядных станциях используют аккумуляторы на 12 Вольт, точно так же сделаем и мы при сборке;
  • Мощность зарядки. Зарядное устройство должно иметь мощность равную 10-20% от энергоемкости ваших батарей. Например, для аккумулятора на 60 Ач, оптимальная мощность зарядки составит от 60 до 120 Вт. 
  • Электрохимическая схема. Зарядное устройство должно поддерживать тип электрохимической схемы выбранного ранее аккумулятора. Обязательно обратите на это внимание при выборе.

 

Шаг 2: Сборка аккумулятора

Не всегда получается набрать необходимую энергоемкость за счет одного аккумулятора. Если вы столкнулись с такой проблемой, то увеличить общую емкость батарей можно подключив их  друг-к-другу параллельно. 

Аккумуляторы, которые вы собираете в батарею, должны быть идентичными. То есть емкость, сила тока и напряжение у них должно быть одинаковое.

Иногда возникают ситуации, когда вам нужна не увеличенная емкость, а большее выходное напряжение. В этом случае аккумуляторы нужно подключить последовательно:

 

При такой схеме подключения напряжение от каждой батареи суммируется. В контуре из двух аккумуляторов по 12 В мы получаем 24 В на инвертор. 

 

Шаг 3: Подключение инвертора

Инвертор нужно подключать к последней батарее в контуре. Если руководствоваться схемой приведенной в предыдущем разделе, то его “место” будет там, где нарисована “большая” батарея. Здесь никаких хитростей нет. Просто присоединяем провода к клеммам.

 

Шаг 4: Подключение зарядного устройства

“Крокодильчики” или зажимы зарядного устройства присоединяем к тем же клеммам, что и инвертор. Поздравляем. Ваша станция собрана. 

 

Шаг 5: Настройка, эксплуатация. Что можно улучшить?

Что касается настройки, то в базовом варианте собранной зарядной станции нечего настраивать. Если вы все подключили правильно, то она либо сразу будет работать, либо не включится. Если станция не подает признаков жизни - перепроверьте правильность подключения. 

Чтобы повысить комфорт использования зарядной станции вы можете кое-что доработать, например:

  • собрать зарядную станцию в ящике для инструментов с колесами. Если вы набрали большую емкость несколькими аккумуляторами, зарядная станция будет габаритной и тяжелой, поэтому будет не лишним сделать ее более мобильной;
  • установить контроллер заряда. Если вы решили собрать зарядную станцию на базе AGM аккумулятора, то контроллер позволит существенно продлить жизнь батареи. Контроллер заряда подключается к клеммам аккумулятора (если батарей несколько, то к последней в контуре). 

 

Подведение итогов. Примеры сборок

Разберем два варианта: первый вариант бюджетный, второй – дороже, но более практичный.. 

 

Первая сборка. AGM аккумулятор.

 

Давайте представим, что нам нужна общая мощность подключаемых приборов до 400 Вт, при этом мы хотим обеспечить их работоспособность на 4 часа. В таком случае нам понадобятся: 

В итоге стоимость нашей первой зарядной станции составит 10 500 грн. За дополнительные 100-200 грн можно приобрести контроллер заряда. Дополнительные провода не требуются. За эти деньги мы получаем зарядную станцию с емкостью 480 Втч (реально — 960 Втч, так как мы не разряжаем аккумулятор ниже 50%) и мощностью 600 Вт. Для сравнения, ближайшая по характеристикам готовая зарядная станция FlashFish P60 (500W) обладает емкостью 520 Вт*ч, но меньшей мощностью — 500 Вт, и стоит 14 066 грн. 

В нашем примере зарядная станция собрана с инвертором выдающим идеальную синусоиду. Однако, если вы все же собрали ЗС выдающую аппроксимированную синусоиду, то подключить чувствительную технику тоже можно. Для этого вам понадобится стабилизатор напряжения. 

 

Вторая сборка. LiFePol аккумулятор.

Вторую сборку сделаем под задачи требующие большей мощности. Пусть это будет 1200 Вт. 

  • инвертор EnerGenie 12V/220V 1200 Вт  – 3990 грн;
  • аккумулятор LiFePo4 Liitokala LiFePO4 12V-60Ah – 8599;
  • Зарядное устройство для аккумулятора Logic Power  LiFePO4 12V (14.6V)-12A-144W ~ 1300 грн. На этом зарядном устройстве есть индикатор уровня заряда.

Итого мы, получили ЗС с мощностью 1200 Вт и емкостью 720 Вт*ч. Ближайшая по характеристикам – BLUETTI AC70P 1000W (AC70P), у которой немного больше энергоемкость – 864 Вт*ч, но ниже выходная мощность – 1000 Вт. При этом она стоит 19000-20000 грн. Собранная собственноручно станция обойдется нам в 13890.

Надеемся что наша статья поможет вам сэкономить.