Ваш инвертор на 3–4 кВт может не выдать полную мощность: вся правда об аккумуляторах 24В

При выборе системы резервного питания покупатель обычно обращает внимание на два основных параметра: мощность инвертора и ёмкость аккумулятора.

Кажется логичным: если приобретён инвертор мощностью 3000–4000 Вт, к нему достаточно подключить один LiFePO4-аккумулятор 24В 100Ач или 24В 150Ач.

Но на практике такая система может не обеспечить заявленную мощность. При включении электрического чайника, насоса, микроволновой печи, холодильника или другого мощного оборудования аккумулятор внезапно отключается, инвертор выдаёт ошибку, а потребители остаются без электричества.

Причина заключается в том, что ёмкость аккумулятора в ампер-часах показывает запас энергии, но не определяет мощность, которую батарея способна стабильно отдавать.

Для нормальной работы инвертора необходимо учитывать:

• допустимый ток разряда аккумуляторных ячеек;
• длительный ток BMS;
• реальное напряжение аккумулятора под нагрузкой;
• КПД инвертора;
• пусковые токи подключённого оборудования;
• сечение кабелей и качество соединений.

Именно токовые характеристики аккумулятора чаще всего становятся слабым местом 24-вольтовой системы резервного питания.

Почему обычной BMS на 100А недостаточно

Большинство недорогих аккумуляторов 24В 100Ач и 24В 150Ач комплектуются BMS, рассчитанной на длительный ток около 100А. При этом многие покупатели ошибочно считают, что аккумулятор 24В автоматически подходит для любого инвертора с таким же напряжением. Рассчитаем фактический ток, потребляемый инвертором от аккумулятора.

Формула выглядит следующим образом:

Ток аккумулятора = мощность нагрузки / КПД инвертора / напряжение аккумулятора.

Возьмём инвертор мощностью 2500 Вт, его КПД 90% и номинальное напряжение LiFePO4-аккумулятора 25,6 В:  2500 / 0,9 / 25,6 = 108,5А.

Даже инвертор мощностью 2500 Вт при полной нагрузке потребляет от аккумулятора более 100А. Следовательно, батарея с BMS 100А уже работает за пределами своего номинального длительного тока.

Какой ток потребляют инверторы 3 и 4 кВт

Чем выше мощность инвертора, тем больше ток со стороны аккумулятора.

Расчёты выполнены при КПД инвертора 90%.

Важно учитывать, что 25,6 В — это номинальное напряжение LiFePO4-батареи. Во время разряда и под высокой нагрузкой напряжение снижается. Чтобы сохранить заданную выходную мощность 220 В, инвертор увеличивает ток, потребляемый от аккумулятора. Поэтому инвертор 3000 Вт в определённых режимах может потреблять более 150А, а инвертор 4000 Вт — около 200А.

Какую мощность реально обеспечивает BMS 100А

Максимальная мощность со стороны аккумулятора при напряжении 25,6 В рассчитывается следующим образом: 25,6 В × 100А = 2560 Вт

Но это мощность постоянного тока до учёта потерь в инверторе. При КПД 90% на выходе получится: 2560 × 0,9 = 2304 Вт

При снижении напряжения аккумулятора до 22 В доступная выходная мощность уменьшится ещё сильнее: 22 В × 100А × 0,9 = 1980 Вт

Таким образом, аккумулятор с BMS 100А фактически ограничивает мощность 24-вольтовой системы уровнем примерно 2–2,3 кВт. Инвертор может иметь на корпусе обозначение 3000 или 4000 Вт, но получить эту мощность от одной батареи с BMS 100А он не сможет.

Почему аккумулятор 150Ач не всегда мощнее аккумулятора 100Ач

Ещё одно распространённое заблуждение: если аккумулятора 24В 100Ач недостаточно, нужно приобрести аккумулятор 24В 150Ач. Увеличение ёмкости действительно увеличивает продолжительность автономной работы. Однако оно не обязательно увеличивает допустимую мощность.

Если в батарее 24В 150Ач установлена та же BMS на 100А, её максимальный длительный ток по-прежнему останется равным 100А. Такая батарея будет работать дольше, но не позволит использовать полную мощность инвертора 3–4 кВт. Поэтому при выборе необходимо смотреть не только на напряжение и количество ампер-часов, но и на характеристики ячеек и BMS.

Что происходит при превышении допустимого тока

BMS контролирует ток, напряжение ячеек, температуру и другие параметры аккумулятора. Когда нагрузка превышает установленный предел, BMS отключает батарею, чтобы защитить ячейки и силовые элементы платы.

Обычно это происходит по следующему сценарию:

1. Инвертор работает от аккумулятора.
2. Пользователь включает мощный бытовой прибор.
3. Ток резко увеличивается.
4. Срабатывает защита BMS.
5. Аккумулятор отключается.
6. Инвертор мгновенно теряет источник постоянного тока.
7. Все подключённые потребители остаются без питания.

Особенно опасны нагрузки с высоким пусковым током:

• холодильники;
• морозильные камеры;
• насосы;
• компрессоры;
• электродвигатели;
• кондиционеры;
• электроинструмент;
• микроволновые печи.

Их кратковременное потребление может значительно превышать номинальную мощность. Одно срабатывание защиты не обязательно приводит к повреждению инвертора. Однако регулярные отключения аккумулятора под высокой нагрузкой являются аварийным режимом.

Они могут вызывать ошибки, перезапуски, нестабильную работу системы и повышенную нагрузку на силовую электронику инвертора. Также внезапно отключаются все подключённые потребители, включая отопительное оборудование, насосы, серверы, системы видеонаблюдения и автоматику.

Почему одинаковые аккумуляторы 24В 100Ач работают по-разному

Внешне две батареи могут иметь одинаковую маркировку: LiFePO4, 24В, 100Ач. Но внутри это могут быть совершенно разные изделия.

При сравнении необходимо учитывать:

• производителя аккумуляторных ячеек;
• тип и класс ячеек;
• допустимый длительный ток разряда;
• реальную модель BMS;
• номинальный и пиковый ток BMS;
• качество силовых перемычек;
• сечение внутренних проводников;
• способ крепления соединений;
• защиту от влаги и конденсата;
• качество сборки и изоляции;
• наличие сервисной поддержки и гарантии.

В бюджетных аккумуляторах могут применяться ячейки с допустимым током около 0,5C и BMS 100А без необходимого запаса мощности. Также встречаются аккумуляторы на пакетных ячейках неизвестного происхождения. При недостаточной механической фиксации, плохой изоляции и отсутствии защиты от конденсата такие изделия могут быстро потерять работоспособность.

Сам по себе формат ячейки не определяет качество батареи. Однако покупателю важно знать её производителя, характеристики и допустимый длительный ток.

Чем отличаются аккумуляторы ЛИТДЖЕТ 24В 100Ач и 24В 150Ач

Аккумуляторы ЛИТДЖЕТ разработаны для эксплуатации с мощной нагрузкой, включая инверторы и системы домашнего бесперебойного питания. Их конструкция отличается от большинства стандартных батарей 24В с BMS 100А.

В аккумуляторах используются промышленные призматические LiFePO4-ячейки REPT. Ячейки рассчитаны на ток разряда до 1,5C. Для аккумулятора ёмкостью 100Ач значение 1,5C соответствует току: 100Ач × 1,5 = 150А

Для аккумулятора ёмкостью 150Ач: 150Ач × 1,5 = 225А

Это обеспечивает необходимый запас по токовым характеристикам ячеек для работы с мощными потребителями. При этом реальный максимальный ток готового аккумулятора ограничивается установленной BMS.

Smart BMS JBD на 150А

В аккумуляторах ЛИТДЖЕТ 24В 100Ач и 24В 150Ач применяется Smart BMS JBD с длительным током разряда 150А.

При номинальном напряжении 25,6 В аккумулятор способен передавать на инвертор: 25,6 В × 150А = 3840 Вт

При КПД инвертора 90% это соответствует приблизительно: 3840 × 0,9 = 3456 Вт выходной мощности

Поэтому один аккумулятор ЛИТДЖЕТ с BMS 150А значительно лучше подходит для инвертора мощностью 2500–3000 Вт, чем обычная батарея с BMS 100А. Smart BMS также позволяет контролировать основные параметры аккумулятора, включая напряжение, ток, состояние ячеек, температуру и срабатывание защит.

Защищённый металлический корпус IP67

Одна из наиболее недооценённых причин преждевременного выхода аккумуляторов из строя — попадание влаги и образование конденсата внутри корпуса.

Перепады температуры могут происходить даже в гараже, подвале, котельной, техническом помещении или неотапливаемом доме.

Влага внутри аккумулятора может вызывать:

• окисление межэлементных перемычек;
• коррозию контактов;
• разрушение соединений;
• повреждение BMS;
• увеличение переходного сопротивления;
• локальный нагрев;
• постепенную потерю мощности.

Аккумуляторы ЛИТДЖЕТ имеют защищённый металлический корпус IP67. Внутренняя конструкция изолирована от попадания влаги и образования опасного конденсата на токоведущих элементах. Это позволяет сохранить надёжность соединений, BMS и ячеек в течение заявленного срока эксплуатации.

Один аккумулятор ЛИТДЖЕТ для инвертора 3 кВт

Для инвертора мощностью 3000 Вт расчётный ток при напряжении 25,6 В и КПД 90% составляет: 3000 / 0,9 / 25,6 = 130,2А Такой ток находится в пределах возможностей BMS JBD 150А.

Поэтому для инвертора до 3000 Вт можно использовать один аккумулятор:

• ЛИТДЖЕТ 24В 100Ач;
• ЛИТДЖЕТ 24В 150Ач.

Выбор ёмкости зависит от необходимого времени автономной работы. Аккумулятор 150Ач не имеет более мощной BMS, чем модель 100Ач. В обеих батареях установлена BMS 150А. Преимущество версии 150Ач заключается в большем запасе энергии и более продолжительной автономной работе.

При подборе системы также необходимо учитывать пусковую мощность оборудования и не допускать постоянной эксплуатации инвертора и аккумулятора на предельных значениях.

Почему для инвертора 4 кВт нужны две батареи

При мощности инвертора 4000 Вт расчётный ток составляет: 4000 / 0,9 / 25,6 = 173,6А

При снижении напряжения аккумулятора до 22 В ток может достигать: 4000 / 0,9 / 22 = 202А

Это превышает допустимый длительный ток BMS 150А. Поэтому для стабильной работы 24-вольтового инвертора мощностью 4 кВт рекомендуется использовать две одинаковые батареи ЛИТДЖЕТ, соединённые параллельно. При параллельном подключении ток распределяется между батареями.

Например, при суммарном потреблении 174А каждая батарея будет отдавать приблизительно: 174 / 2 = 87А

При суммарном токе 200А нагрузка на каждую батарею составит около: 200 / 2 = 100А

Обе BMS работают с существенным запасом относительно номинала 150А.

Параллельное соединение двух аккумуляторов обеспечивает:

• полноценную работу инвертора мощностью 4 кВт;
• распределение нагрузки между двумя BMS;
• снижение нагрева силовых элементов;
• уменьшение просадки напряжения;
• снижение потерь в кабелях;
• увеличение времени автономной работы;
• меньший риск аварийного отключения аккумуляторной системы;
• дополнительный запас для пусковых нагрузок.

Как правильно подключить две батареи параллельно

Параллельное соединение должно выполняться с соблюдением требований безопасности.

Необходимо использовать:

• две одинаковые батареи одной модели;
• батареи с одинаковым номинальным напряжением;
• близкий уровень заряда перед соединением;
• кабели одинакового сечения и длины;
• общие распределительные шины;
• индивидуальный предохранитель или автомат для каждой батареи;
• общий автоматический выключатель аккумуляторной системы;
• кабель и коммутационное оборудование, рассчитанные на полный ток инвертора.

Подключать инвертор напрямую к клеммам одной из двух батарей неправильно. В этом случае нагрузка может распределяться неравномерно. Обе батареи должны подключаться к общей положительной и отрицательной шинам, а инвертор — к этим шинам. Монтаж высокотоковой аккумуляторной системы должен выполнять квалифицированный специалист.

Рекомендуемые конфигурации

Для нагрузки более 4 кВт обычно целесообразно рассматривать аккумуляторную систему напряжением 48 В. При одинаковой мощности переход с 24 на 48 В позволяет примерно в два раза уменьшить ток, снизить нагрев кабелей и уменьшить потери в соединениях.

С какими инверторами можно использовать аккумуляторы ЛИТДЖЕТ

Аккумуляторы ЛИТДЖЕТ 24В могут использоваться с совместимыми по напряжению инверторами различных производителей, включая популярные на российском рынке марки:

• Deye;
• MUST;
• PowMr;
• SRNE;
• EASUN Power;
• EPEVER;
• Voltronic Power;
• Axpert;
• Sila;
• Stark;
• Sunways;
• SunEdge;
• другие инверторы с аккумуляторной системой 24 В.

Марка инвертора сама по себе не определяет совместимость.

Перед подключением необходимо проверить:

• рабочий диапазон напряжения аккумулятора;
• напряжение отключения при разряде;
• максимальный ток заряда;
• настройки заряда LiFePO4;
• пиковую и постоянную мощность инвертора;
• наличие высоких пусковых нагрузок;
• рекомендуемую производителем ёмкость батарей;
• требования к предохранителям, автоматам и кабелям.

Если инвертор имеет функцию ограничения тока разряда аккумулятора, её необходимо настроить в соответствии с конфигурацией батарей.

Какие LiFePO4-аккумуляторы представлены на российском рынке

На российском рынке представлены аккумуляторы различных производителей и торговых марок:

• ЛИТДЖЕТ;
• LiTime;
• Eco-Worthy;
• EASUN Power;
• CAMEL Energy;
• Gelbert;
• SunStonePower;
• LiitoKala;
• SJY;
• многочисленные OEM-аккумуляторы российских и китайских торговых марок.

Многие модели 24В 100Ач комплектуются BMS 100А. Такие аккумуляторы могут нормально работать с умеренной нагрузкой, но перед использованием с инвертором 3–4 кВт необходимо проверить их длительный ток разряда. Не следует ориентироваться только на указанную в карточке товара пиковую мощность.

Кратковременный пиковый ток и длительный рабочий ток — разные характеристики. Аккумулятор может выдержать повышенный ток в течение нескольких секунд, но это не означает, что он рассчитан на продолжительную работу в таком режиме.

Как выбрать аккумулятор для инвертора

Перед покупкой аккумулятора задайте продавцу следующие вопросы:

• Какой длительный ток допускают ячейки?
• Кто является производителем ячеек?
• Какая конкретно модель BMS установлена?
• Какой длительный ток выдерживает BMS?
• Какой ток считается пиковым и сколько секунд он допустим?
• Можно ли использовать аккумулятор с инвертором на полной мощности?
• Разрешено ли параллельное соединение нескольких батарей?
• Как аккумулятор защищён от влаги и конденсата?
• Какие кабели и автоматы необходимы для подключения?
• Какой гарантийный срок установлен на батарею?

Ответ «это аккумулятор 24В 100Ач, поэтому он подходит для инвертора 3 кВт» нельзя считать достаточным. Совместимость должна подтверждаться расчётом тока.

Что важнее: ёмкость или ток

Ёмкость аккумулятора и его мощность решают разные задачи. Ёмкость в ампер-часах определяет продолжительность автономной работы. Допустимый ток ячеек и BMS определяет максимальную мощность подключённого оборудования.

Например, две батареи могут иметь одинаковую ёмкость 100Ач, но одна оснащена BMS 100А, а другая — BMS 150А. Вторая батарея сможет стабильно питать более мощный инвертор, несмотря на одинаковый запас энергии. И наоборот: аккумулятор 150Ач с BMS 100А будет работать дольше, чем аккумулятор 100Ач, но не обеспечит больший допустимый ток.

Итог: нормальная батарея должна соответствовать мощности инвертора

Для инвертора мощностью 3–4 кВт недостаточно купить любой аккумулятор с маркировкой 24В 100Ач или 24В 150Ач.

Обычная батарея с BMS 100А:

• не позволяет полноценно использовать мощность инвертора 3 кВт;
• может отключаться при нагрузке выше 2–2,3 кВт;
• работает без необходимого запаса по току;
• может аварийно отключить всю систему при включении мощного потребителя.

Аккумуляторы ЛИТДЖЕТ 24В 100Ач и 24В 150Ач изготовлены на высокотоковых призматических ячейках REPT 1,5C, оснащены Smart BMS JBD 150А и имеют защищённый металлический корпус IP67. Для инвертора мощностью до 3 кВт можно использовать один аккумулятор ЛИТДЖЕТ.

Для инвертора мощностью 4 кВт необходимо использовать две одинаковые батареи ЛИТДЖЕТ, соединённые параллельно. Такое решение обеспечивает необходимый запас по мощности, распределяет ток между двумя BMS, снижает просадку напряжения и позволяет использовать возможности инвертора без регулярных аварийных отключений.

Нормальный аккумулятор для системы резервного питания должен не просто иметь достаточную ёмкость. Он должен безопасно и стабильно отдавать всю мощность, которую может потребовать ваш инвертор.

Частые вопросы