Третій рік війни Росії проти України навчив нас цінувати речі, які до цього здавалися природніми - наявність світла і тепла у квартирах. Українці на гіркому досвіді переконалися, що краще мати автономне джерело електроенергії хоча б для базових приладів, що забезпечують тепло, зв'язок і збереження продуктів. У періоди попередніх відключень електрики купити зарядну станцію, через дорожнечу і дефіцит, змогли не всі. У зв'язку з цим багато хто задумався про те, як зібрати станцію самостійно. Цій темі і буде присвячена наша стаття. 

Найпростіший варіант зарядної станції, зібраної своїми руками, складатиметься з інвертора, акумулятора, зарядного пристрою, а також (опціонально) з індикатора рівня заряду. Така збірка буде приблизно на 30-40% дешевшою за фабричну модель. До всього цього можна також додати кейс, щоб конструкцію було зручніше транспортувати. Так, це збільшить підсумкову вартість, але в рази підвищить зручність. У цій статті ми розповімо про «базовий» варіант, для якого не потрібно якихось фундаментальних знань про електроприлади або навичок паяння (крім деяких моделей індикаторів заряду, де треба припаяти всього 2 дроти). 

 

Зміст: 

 

Необхідні компоненти

Отже, для основи нашої збірки вам знадобляться три основні компоненти та низка допоміжних, без яких можна обійтися, проте їх наявність суттєво підвищить комфорт в експлуатації готової зарядної станції. З основних компонентів нам знадобляться - акумулятор, інвертор і зарядний пристрій, а також дроти для кріплення на клеми (іноді їх немає в комплекті з інвертором або ЗП). З додаткових - індикатор заряду і ящик для інструментів з колесами (якщо ви будете збирати важку станцію підвищеної ємності). 

 

Крок 1. Підготовка компонентів

 

Вибір і збирання акумулятора

При виборі акумулятора/ів треба відштовхуватися від тієї енергоємності, яка вам необхідна. Щоб її правильно розрахувати, потрібно врахувати сумарну потужність усіх приладів, що підключаються. Детально про те, як зробити потрібні підрахунки, ви можете прочитати в нашій статті «Як вибрати зарядну станцію і не схибити?». 

Акумулятори розрізняються між собою за електрохімічною схемою, від неї і залежатиме сфера їх застосування. Зарядні станції, як правило, збирають з акумуляторами таких типів:

  • AGM (Absorbed Glass Mat). У таких акумуляторах електроліт перетворено на гель або подобу желе, і не виділяє жодних газів під час експлуатації. Рівень допустимого розряду близько 30%, однак, для продовження терміну експлуатації батареї, краще не перевищувати 50%. AGM акумулятори дорожче свинцево кислотних, але їх можна без побоювання використовувати в житлових приміщеннях, тому купити гелевий акумулятор - розумний вибір;
  • Li Ion. На них побудовані переважно акумулятори до ДБЖ;
  • LiFePol. Батареї на базі цієї електрохімічної схеми мають приблизно однакові властивості з літій-іонними. Вони легко витримують розрядку до 15-20% і досить швидко заряджаються. За швидкістю заряджання літій-ферум-полімерні батареї перевершують літій-іонні на 40-50%, тому в умовах частих відключень розумніше купити акумулятор LiFePol. 

Ємність акумуляторів зарядних станцій вказують у Вт*год, тоді як для батарей, які ви можете придбати окремо, в А*год. Перевести А*год у Вт*год дуже просто. Для цього використовуємо закон Ома:

P = I*U

Тут P - потужність у Ватах, I - сила струму в Амперах, U - напруга у Вольтах. Оскільки в нас ідеться про ємність (потужність або силу струму на одиницю часу - годину), то нам потрібно ємність в ампер-годинах помножити на напругу, за якої працює акумулятор. Наприклад, ємність акумулятора - 80 А*год, а робоча напруга 12 В. У підсумку: 80 А*год * 12 В = 960 Вт*год.

 

Вибір інвертора

Інвертор, один з основних компонентів нашої майбутньої зарядної станції, від нього залежить скільки і якої техніки ви можете живити, а також кількість і тип доступних інтерфейсів для її підключення. Тож перш ніж купити інвертор, варто визначиться з його типом і характеристиками.

 

автомобильный инвертор

Серед усіх різновидів інверторів в окрему групу виділяють тільки автомобільні, оскільки у них є порт зарядки від прикурювача. Решту ж розрізняють тільки за типом монтажу. Наприклад, для сонячних батарей частіше використовують настінні інвертори. Є й компактні моделі, які можна помістити в коробку. Деякі з них мають/можуть мати повноцінний цифровий екран, можливість контролю рівня заряду, а також низку інших функцій. 

Умовно «сонячний» інвертор нам знадобитися в тому разі, якщо ми хочемо заряджати станцію від сонячної панелі. Однак, неприємний сюрприз криється в тому, що його необхідно буде докупити додатково до основного інвертора. Тобто для відносно бюджетної збірки залишаються тільки автомобільні інвертори. 

 

Параметри інвертора

Інвертор перетворює постійний струм від акумулятора на змінний. Вибираючи його потрібно звертати увагу на наступні моменти:

  • Потужність. Виробники вказують два значення потужності: номінальна (постійна) і пікова. Постійну потужність пристрій може видавати тривалий час, а пікову (яка, як правило, у 2 рази вища за постійну) - тільки короткий час. Для визначення необхідної номінальної потужності інвертора потрібно скласти потужність усіх приладів, що підключаються. Отримана цифра має бути на 10-20% меншою, ніж номінальна потужність інвертора. Також варто враховувати один нюанс: якщо ви підключаєте прилади з електродвигуном (наприклад, холодильник, електродриль тощо), пікова потужність інвертора має бути достатньою для їхнього запуску. Наприклад, якщо у холодильника постійна потужність становить 600 Вт, а пікова (необхідна для запуску двигуна) - 1200 Вт, то інвертор повинен забезпечувати пікову потужність не менше 1200 Вт;
  • Тип синусоїди струму. Під час перетворення струму з постійного в змінний, інвертор може видавати чисту (плавну) або ступінчасту синусоїду. Чиста синусоїда потрібна для «чутливої» техніки, в якій є двигуни (холодильник, опалювальний котел). Інвертори з чистим синусом істотно дорожчі. У разі, якщо підключення чутливої техніки не планується - купуйте інвертор з модифікованою синусоїдою. Якщо раптом обставини зміняться, можна докупити мережевий фільтр, який згладить перепади напруги;
  • Необхідний набір роз'ємів. Більшість автомобільних інверторів оснащені 1 розеткою на 220 В, одним роз'ємом постійного струму DC і кількома USB-портами. Якщо вам необхідно щось понад цього - шукайте відповідну модель;
  • Відповідність параметрам батареї. Інвертор повинен бути здатний працювати з батареєю при тій максимальній напрузі, яку вона здатна віддавати. У нашому випадку це 12 Вольт. 

 

Вибір зарядного пристрою

Зарядний пристрій має бути сумісний з обраним раніше акумулятором. Під час вибору вам необхідно звернути увагу на такі параметри:

  • Напруга. Акумулятори можуть мати різний вольтаж. Важливо щоб вольтаж акумулятора і зарядного пристрою збігалися. Зазвичай у зарядних станціях використовують акумулятори на 12 Вольт, точно так само зробимо і ми під час складання;
  • Потужність зарядки. Зарядний пристрій повинен мати потужність, що дорівнює 10-20% від енергоємності ваших батарей. Наприклад, для акумулятора на 60 Ач оптимальна потужність зарядки складе від 60 до 120 Вт. 
  • Електрохімічна схема. Зарядний пристрій має підтримувати тип електрохімічної схеми обраного раніше акумулятора. Обов'язково зверніть на це увагу під час вибору.

 

Крок 2: Збірка акумулятора

Не завжди виходить набрати необхідну енергоємність за рахунок одного акумулятора. Якщо ви зіткнулися з такою проблемою, то збільшити загальну ємність батарей можна, під'єднавши їх одну до одної паралельно. 

 

Акумулятори, які ви збираєте в батарею, мають бути ідентичними. Тобто ємність, сила струму і напруга в них має бути однакова.

Іноді виникають ситуації, коли вам потрібна не збільшена ємність, а більша вихідна напруга. У цьому разі акумулятори потрібно підключити послідовно:

 

За такої схеми підключення напруга від кожної батареї підсумовується. У контурі з двох акумуляторів по 12 В ми отримуємо 24 В на інвертор. 

 

Крок 3: Підключення інвертора

Інвертор потрібно підключати до останньої батареї в контурі. Якщо керуватися схемою, наведеною в попередньому розділі, то його «місце» буде там, де намальована «велика» батарея. Тут жодних хитрощів немає. Просто приєднуємо дроти до клем.

 

Крок 4: Підключення зарядного пристрою

«Крокодильчики» або затискачі зарядного пристрою приєднуємо до тих самих клем, що й інвертор. Вітаємо. Вашу станцію зібрано. 

 

Крок 5: Налаштування, експлуатація. Що можна поліпшити?

Що стосується налаштування, то в базовому варіанті зібраної зарядної станції нічого налаштовувати. Якщо ви все підключили правильно, то вона або одразу працюватиме, або не ввімкнеться. Якщо станція не подає ознак життя - перевірте правильність підключення. 

Щоб підвищити комфорт використання зарядної станції ви можете дещо доопрацювати, наприклад:

  • зібрати зарядну станцію в ящику для інструментів з колесами. Якщо ви набрали велику ємність кількома акумуляторами, зарядна станція буде габаритною і важкою, тому буде не зайвим зробити її більш мобільною;
  • встановити контролер заряду. Якщо ви вирішили зібрати зарядну станцію на базі AGM акумулятора, то контролер дасть змогу істотно подовжити життя батареї. Контролер заряду під'єднується до клем акумулятора (якщо батарей кілька, то до останньої в контурі). 

 

Підбиття підсумків. Приклади збірок

Розберемо два варіанти: перший варіант бюджетний, другий - дорожчий, але більш практичний. 

 

Перша збірка.  AGM акумулятор.

Уявімо, що нам потрібна загальна потужність приладів, що підключаються, до 400 Вт, водночас ми хочемо забезпечити їхню працездатність на 4 години. У такому разі нам знадобляться: 

У підсумку вартість нашої першої зарядної станції складе 10 500 грн. За додаткові 100-200 грн можна придбати контролер заряду. Додаткові дроти не потрібні. За ці гроші ми отримуємо зарядну станцію з ємністю 480 Вт*г (реально - 960 Вт*г, оскільки ми не розряджаємо акумулятор нижче 50%) і потужністю 600 Вт. Для порівняння, найближча за характеристиками готова зарядна станція FlashFish P60 (500W) має ємність 520 Вт*год, але меншу потужність - 500 Вт, і коштує 14 066 грн. 

У нашому прикладі зарядна станція зібрана з інвертором, що видає ідеальну синусоїду. Однак, якщо ви все ж зібрали ЗС, що видає апроксимовану синусоїду, то підключити чутливу техніку теж можна. Для цього вам знадобиться стабілізатор напруги. 

 

Друга збірка. LiFePol акумулятор.

Другу збірку зробимо під завдання, що вимагають більшої потужності. Нехай це буде 1200 Вт. 

  • інвертор EnerGenie 12V/220V 1200 Вт  – 3990 грн;
  • акумулятор LiFePo4 Liitokala LiFePO4 12V-60Ah – 8599;
  • Зарядний пристрій для акумулятора Logic Power LiFePO4 12V (14.6V)-12A-144W ~ 1300 грн. На цьому зарядному пристрої є індикатор рівня заряду.

Разом ми отримали ЗС з потужністю 1200 Вт і ємністю 720 Вт*год. Найближча за характеристиками - BLUETTI AC70P 1000W (AC70P), у якої трохи більша енергоємність - 864 Вт*год, але нижча вихідна потужність - 1000 Вт. При цьому вона коштує 19000-20000 грн. Зібрана власноруч станція обійдеться нам у 13890.

Сподіваємося, наша стаття допоможе вам заощадити.