Лише кілька років тому зарядні станції цікавили небагатьох: туристів, геологів, рятувальників або любителів виїхати на риболовлю в дикі місця. Зараз же, через нестабільну ситуацію в енергетиці, спричинену ракетними обстрілами, зарядні станції стали справжнім порятунком для великої кількості людей.

Особливо актуальні ці пристрої в багатоквартирних будинках, де техніка пожежної безпеки забороняє використовувати паливні електрогенератори. У цій статті ми поговоримо про те, як вибрати зарядну станцію, на які параметри звернути увагу і як приблизно розрахувати необхідну енергоємність і потужність.

 

Зміст: 

Що являє собою зарядна станція?

Що потрібно врахувати при виборі зарядної станції?

 

Підсумки

 

Що являє собою зарядна станція?

Зарядна станція, це, по-суті, великий повербанк, в якому, крім USB роз'ємів є розетка на 220 В, а також інші гнізда для живлення різноманітних побутових приладів. Але це просте пояснення. 

З технічного погляду, зарядна станція являє собою акумуляторну батарею, зарядний пристрій та інвертор - зібрані в одному корпусі, зі спільним модулем управління.

Типова зарядна станція

Тут можна одразу відповісти на популярне запитання, що виникає у користувачів: "що дешевше, за однакових параметрів, готова зарядна станція, чи зібрана самостійно з вище згаданих компонентів?". Відповідь на нього проста - пристрій, зібраний самостійно, обійдеться дешевше приблизно на 30-40%. 

Але у "самозбірки" є деякі недоліки: компоненти складно скомпонувати в єдиному корпусі, габарити будуть, найімовірніше, більшими за аналогічну "заводську" модель, є ризик зіпсувати батарею, неправильно підібравши зарядний пристрій або інвертор. 

 

Що в підсумку вибрати? 

Якщо ви володієте базовими знаннями в електроніці і готові зібрати все своїми руками - це чудовий спосіб заощадити. 

Якщо не хочете морочитися - купуйте готову зарядну станцію.

 

Що потрібно врахувати під час вибору зарядної станції?

Загальна рекомендація при виборі зарядної станції - відштовхуватися від техніки, яку ви збираєтеся підключати до резервного живлення. У кожного цей список буде індивідуальним, тут складно покрити абсолютно всі варіанти, однак ми спробуємо сформулювати кілька стереотипних сценаріїв, один з яких вам може підійти як концепція. Ось три основні варіанти, розраховані приблизно на 3-4 години автономної роботи (у середньому, саме на такий час відключали електроенергію):

  • живлення декількох гаджетів + ноутбук. Для цих завдань підійдуть зарядні станції з потужністю від 300 Вт і енергоємністю від 200-300 Вт*год;
  • живлення гаджетів, ноутбука, газового котла і, зрідка, якийсь потужний прилад на кшталт фена. Зарядні станції з номінальною потужністю від 500-600 Вт і енергоємністю від 400-500 Вт*год;
  • живлення комп'ютера, котла, холодильника, телевізора. Зарядні станції з номінальною потужністю від 1000 Вт і енергоємністю від 1000 Вт*год.

Для забезпечення тривалої автономності якогось усередненого житлового приміщення без відчутних обмежень вам знадобиться станція з потужністю 2000-3000 Вт і можливістю модульного підключення додаткових батарей. За рахунок розширення ви можете підібрати необхідну для вашого випадку енергоємність.

Це загальні рекомендації, а тепер давайте перейдемо до більш приватних критеріїв вибору.

 

Що саме будемо підключати?

Багато що залежить від техніки, що підключається до зарядної станції. Якщо з гаджетами все досить просто - можна підключати будь-які в межах потужності, то з побутовою технікою є деякі нюанси. 

Так, наприклад, котел опалення (газовий або твердопаливний) оснащений насосами, що перекачують воду в нагрівальному контурі. Самі-по-собі такі котли споживають досить мало потужності - для моделі, розрахованої на ~50 м², це близько 150-180 Вт. Однак йому, крім достатньої потужності, потрібна правильна синусоїда струму. І тут є нюанс, більшість представлених на ринку зарядних станцій забезпечують правильну синусоїду, але, все ж таки не всі. 

Є побутова техніка, яка споживає порівняно невелику потужність у процесі роботи, однак для запуску потрібна значна потужність (пікова) - про неї ми розповімо далі в пункті про розрахунок потужності. Мова про холодильники, баштові насоси, тощо.

 

Енергоємність - скільки буде достатньо?

Енергоємність зарядної станції – це параметр, який залежить від ємності батареї. Ємність вимірюється в А-год (Ампер годинах), або мА-год (міліампер годинах - у 1000 разів менше). Енергоємність же, залежить і від ємності батареї, і від споживаної потужності приладів, що підключаються до нього. Цей показник говорить нам про те, скільки енергії, у Ватах, може "віддати" акумулятор за певний період часу в ідеальних умовах. Наприклад, батарея із запасом енергії 100 Вт*год може підтримувати роботу електроприладу зі споживаною потужністю 100 Ватт - одну годину. Насправді ж у вас завжди буде менше години з реальними приладами, бо "ідеальні умови" не враховують:

  • споживаної напруги пристрою. За замовчуванням, енергоємність усіх представлених на ринку акумуляторів розраховують виходячи з напруги 3,7 В. Тоді як навіть деякі смартфони заряджаються при напрузі 5 В або більше. Тобто, при перевищенні "вольтажу" час роботи від батареї зменшиться;
  • ККД зарядної станції (інвертора). Цей параметр показує скільки енергії здатна віддати зарядна станція, а скільки витрачається на перетворення струму. ККД у 90% і більше - вважається дуже хорошим показником. Тобто, виходячи з нашого прикладу, ми отримаємо близько 54 хвилин роботи, замість 60, в результаті;
  • ступеня зносу батареї. Після певної кількості циклів повної розрядки знижується ємність батареї, а також її ККД;
  • коливання температури в приміщенні. За надто низьких або надто високих температур (навіть у межах робочого діапазону) знижується ККД акумулятора.

Розрахувати необхідну ємність акумулятора в Ампер-годинах можна за допомогою онлайн-калькулятора, наприклад, ось цього*, а потім помножити отримане значення на середню напругу, за якої працюють усі електроприлади, що підключаються. Беремо максимальне і мінімальне значення, і вираховуємо середнє арифметичне. 

* У калькулятор вводимо напругу, на якій працює АКБ зарядної станції. Зазвичай це 12 В. 

Давайте наведемо приклад такого підрахунку для групи приладів, загальною потужністю 450 Вт. З цих приладів найпотужнішим (90 Вт) є ноутбук, який працює при напрузі 20 Вольт (це значення можна знайти на його блоці живлення). Мінімальна робоча напруга у смартфона - 5В. Разом, середнє арифм. виходить 12,5 В. ККД інвертора зарядної станції візьмемо за 90%, а необхідний час вкажемо 4 години. Отримуємо необхідну ємність батареї 160 Ач. Тепер множимо 160 на 12,5 і отримуємо 2000 Вт годин. Якщо ж нам потрібно, щоб 8 годин пропрацював тільки ноутбук, то вводимо в калькулятор потужність його блоку живлення (90 Вт у нашому випадку) і отримуємо 40 Агод і 800 Вт*год. 

Отримане в калькуляторі значення краще збільшити на 20-30%, щоб врахувати вже згаданий поступовий знос батареї, різну робочу напругу приладів, що підключаються, та інші параметри.

 

Потужність зарядної станції, на що вона впливає?

Від того, яку потужність здатна підтримувати зарядна станція, залежить які прилади ви можете до неї під'єднувати. Є два параметри потужності - номінальна і пікова. Номінальна, це потужність, на якій зарядна станція може працювати постійно. Цей параметр виробники вказують насамперед.

Пікова потужність - та, яку станція може видавати короткочасно, зазвичай до хвилини. Як правило, вона приблизно вдвічі вища за номінальну потужність. Тобто, якщо виробник вказав у специфікації тільки одну цифру - 500 Вт, то це номінальна потужність, а пікова буде близько 1000 Вт.

Потужність у параметрах ЗС

Пікова потужність потрібна для приладів, у яких високі пускові струми. Наприклад холодильнику для роботи достатньо 400-500 Вт, а ось для запуску потрібна потужність 1-1,2 кВт. 

Дізнатися точну пікову або номінальну потужності техніки, що підключається, ви можете в інструкції до неї, або погугливши опис моделі в інтернеті. 

Вибираючи зарядну станцію, враховуйте, що оптимальний режим роботи будь-якої батареї - це використання її при 80% від максимальної номінальної потужності. Тобто, ЗС розраховану на 500 Вт, найкраще використовувати підключаючи до неї техніку із загальною потужністю до 400 Вт.

 

Порти та роз'єми зарядних станцій

Що більше портів і роз'ємів на обраній зарядній станції, то більше техніки (у межах потужності) ви можете до неї під'єднати:

  • розетка на 220 В. Сюди можна під'єднати будь-яку техніку зі стандартною вилкою*;
  • DC роз'єм для постійного струму. У такі порти можна під'єднувати різну техніку, що працює від постійного струму і використовує для перетворення блоки живлення. Наприклад роутер;
  • USB Type A. Прямокутний "класичний" USB роз'єм. Зазвичай вони працюють на напругах 5/9/12 В;
  • USB Type C. Через такий порт можна підключати безпосередньо деякі ноутбуки. На зарядних станціях вони "за замовчуванням" силові, тобто здатні заряджати;
  • порт автомобільного прикурювача. Дуже зручна штука, якщо ви проводите багато часу за кермом. Підключаєте до нього станцію і вона заряджається поки ви рухаєтеся;
  • порт підключення сонячної панелі. Дозволяє заряджати акумулятор ЗС від сонячної панелі (СП). Швидкість зарядки таким способом залежить від потужності сонячної панелі та інтенсивності сонячного світла. Багато виробників пропонують для своїх зарядних станцій брендові сонячні панелі. Але це необов'язкова умова, адже роз'єм для під'єднання стандартний, а отже, ви можете під'єднати будь-яку, аби вона була досить потужною.

* Іноді, на зарядних станціях вироблених у США, такі розетки виконані трьохпіновими і звична нам вилка в них може сидіти нещільно. Це вирішується використанням перехідника, однак для приладів високої потужності (1000-2000 Вт) це погане рішення, оскільки навіть перехідник не гарантує щільне прилягання, через що є ризик короткого замикання.

 

Батареї та їхня електрохімічна схема

Акумулятор є одним із найважливіших компонентів зарядної станції. Від його електрохімічної схеми залежить кількість циклів перезаряджання та швидкість заряджання від мережі. Також, швидкість заряджання від мережі залежить від потужності адаптера живлення. 

Одним із найважливіших параметрів акумулятора є його ресурс. Тобто кількість повних циклів перезарядки, після яких у нього почне поступово знижуватися ємність.

Під повним циклом перезарядки мається на увазі цикл, за якого батарея розрядилася від 100% до 20% ємності. Зазвичай виробники вказують ресурс батареї в такому формулюванні: "до 800 циклів зарядки при 80% потужності". Мається на увазі потужність приладів, що підключаються до ЗС. На актуальному ринку представлені такі типи акумуляторів:

  • Li-Ion, Li-Pol, NCM. Усі три типи акумуляторів мають схожі властивості, а відмінності між ними (в контексті їхнього застосування в зарядних станціях) не суттєві. Ці батареї мають ресурс 800-1000 перезарядок (в окремих випадках до 2000). Найвищий їхній ККД за температур від 15 до 35 °C. Погано переносять глибоку розрядку. Мають середню швидкість заряджання;
  • LiFePo4. Компактніші, краще, ніж вищеописані типи, справляються з глибоким розрядженням (хоча для них воно теж шкідливе), швидше заряджаються, але при цьому вимагають зарядного адаптера високої потужності. Мають ресурс від 2500-3000 циклів розрядки. Максимальний ККД у діапазоні температур від 10 до 35 °C.

 

Модулі розширення

У деяких виробників зарядних станцій є модульні рішення, які складаються з "голови" - самої зарядної станції та модулів-акумуляторів, які з'єднуються потужними силовими кабелями. Наприклад PowerOak AC300 3000W у бренду BLUETTI та DELTA Pro у бренду EcoFlow. 

 

Модульні ЗС

Такі рішення дають змогу підтримувати працездатність усіх електроприладів у приміщенні. Користувач може масштабувати таку систему до потрібної йому енергоємності шляхом купівлі додаткових модулів.

 

Додаткові/цікаві функції та можливості

  • цифровий дисплей. Залежно від класу зарядної станції він може бути зовсім простим - коли ви бачите тільки шкалу заряду батареї і параметр вхідного струму/напруги/потужності в реальному часі. У більш просунутих моделях на дисплей виводитимуть таймер зворотного відліку до розрядки батареї за поточного навантаження;
  • можливість інтеграції в панель розумного будинку. Для цього потрібна наявність модуля WiFi або Bluetooth;
  • додаток для смартфона або ПК. Зазвичай дає змогу отримувати докладніші звіти, ніж цифровий дисплей, а також відстежувати стан акумулятора віддалено;
  • бездротова зарядка. Досить спірна опція як для зарядних станцій, так і для повербанків. Так, це зручно, але ККД бездротової зарядки, залежно від конкретної моделі 60-75%. Тобто 15-25% енергії буде витрачатися даремно;
  • вбудований ліхтарик. Зустрічається на більшості відносно компактних зарядних станцій (тих, які зручно переносити в руках);
  • транспортувальні коліщатка або колісний майданчик. Зустрічається на більшості габаритних і важких зарядних станцій, але, все ж таки, не на всіх.

 

Підсумки

У підсумку, ми рекомендуємо підходити до вибору зарядної станції в тій послідовності, яку описали в цій статті. І, на завершення, доповнимо наші рекомендації ще однією порадою. Розрахувавши необхідну енергоємність і потужність зарядної станції з усіма допусками і "запасами" додайте до отриманої цифри ще 10-15% - повірте, зайвими вони не будуть.