Эта статья предназначена для домашних мастеров, которые без помощи электрика устанавливают инверторную систему бесперебойного питания для домашнего отопительного котла и других нужд резервирования. Кабель какого сечения использовать? Читайте в этой статье.

Чтобы собрать систему бесперебойного питания для домашнего котла отопления, не обязательно быть электриком. Для этого вполне достаточно базовых технических знаний. Поэтому люди часто берутся самостоятельно устанавливать подобную систему. Но при покупке нам регулярно задают один и тот же вопрос — о необходимом сечении соединительных кабелей и порядке соединения аккумуляторных батарей в стеки для увеличения вольтажа или емкости.

Сетевой инвертор – это прибор для преобразования постоянного тока (различного вольтажа) в переменный, 220 Вольт. Системы на основе инвертора и одного или нескольких внешних АКБ используются для организации автономного и бесперебойного электропитания частных домов, коттеджей и офисных помещений. Очень часто аккумулятор и инвертор используют при получении «зеленого электричества» от ветрогенераторов и солнечных батарей. Чтобы обеспечить бесперебойную работу системы, нужно правильно подобрать технические параметры приборов и подключить аккумуляторные батареи к инвертору.

Напряжение аккумуляторов

Для «зеленых систем», а также других нужд резервного питания, чаще всего используют АКБ напряжением 12 Вольт, а также сборки из нескольких штук на 24 и 48 Вольт. Чтобы избежать разбаллансировки, в любых способах комбинации батарей рекомендуется использовать однотипные моноблоки с одинаковой датой производства. При одновременном заказе у нас от 2 шт и более мы всегда выдаем батареи из одной партии без дополнительных уточнений со стороны покупателя.

Двенадцативольтовые моноблочные батареи хорошо подходят для систем бесперебойной подачи электричества для потребителей небольшой мощности, т.е. если нужно подключить небольшой ветрогенератор или пару солнечных панелей. Не советуем ограничиваться таким вольтажом, когда планируемая мощность превосходит 1,5 кВт.

Двадцати четырех вольтовые системы хорошо себя зарекомендовали при общей мощности до 4 кВт. Этот номинал подходит для большинства солнечных панелей, имеющих паспортное напряжение 36-38 Вольт.

Ну и сорока восьми вольтовые аккумуляторные стеки – это эффективные решения для серьезных задач. Такой системы достаточно, чтобы обеспечить электричеством крупный частный дом или небольшой офис. Они обеспечивают неплохую эффективность и позволяют применять кабель до 120 мм2.

Как выбирать сечение кабеля

Кабели, соединяющие АКБ с источниками бесперебойного питания, должны выдерживать большие токи. Чтобы сделать правильный выбор, нужно рассчитывать провода, исходя из максимума энергопотребления, которое берет инвертор. Чем надежнее соединение и меньше сопротивление, тем лучше. От кабеля зависит на сколько упадет напряжение при его передаче, а значит и производительность всей системы. То есть, чем короче и толще провод – тем эффективнее будет работать система, т.к. падение напряжения будет минимальным.

Один из весьма распространенных просчетов при подключении АКБ к инвертору — малое сечение соединительного кабеля. Если хотите рассчитать нужное сечение провода для определенной системы бесперебойного электропитания, нужно знать паспортную мощность инвертора и токи, которые будут проходить через кабели. Кроме того, нужно рассчитать каково будет расстояние от аккумуляторных батарей до инвертора и напряжение постоянного электричества.

Требуемое сечение провода рассчитывают так, чтобы напряжение в системе падало не больше чем на 2% от рабочего номинала. Есть простая и удобная формула расчета сечения кабеля: R = E / I x L, где R – сопротивление кабеля в Ом*мм2/м (для медных проводов — 0,0167), I – наибольшие токи в Амперах, L — длина провода выраженная в метрах. (х2 для плюсового и минусового проводов).

Ниже в таблице приведены минимальные значения сечения проводов для систем различной мощности:

Ватт Напряжение аккумулятора Минимальное сечение кабеля при длине
0

5,0 мм

1 кВт 12 Вольт DC 30 мм2 40 мм2 1 кВт 24 Вольт DC 15 мм2 20 мм2 1 кВт 48 Вольт DC 10 мм2 15 мм2 2 кВт 12 Вольт DC 60 мм2 75 мм2 2 кВт 24 Вольт DC 30 мм2 45 мм2 2 кВт 48 Вольт DC 15 мм2 25 мм2 3 кВт 24 Вольт DC 45 мм2 60 мм2 3 кВт 48 Вольт DC 25 мм2 30 мм2 4 кВт 24 Вольт DC 60 мм2 75 мм2 4 кВт 48 Вольт DC 30 мм2 40 мм2 5 кВт 48 Вольт DC 40 мм2 50 мм2 6 кВт 48 Вольт DC 45 мм2 60 мм2

Всегда лучше использовать цельный кабель удовлетворяющий требованиям. Но если не смогли подобрать 1 кабель на 100 мм2, то допустимо использовать два отрезка по 50 мм2 или три по 35 мм2 при условии соблюдения общей площади сечения.

Здесь приведены параметры требуемых проводов при длине от 1 до 5 метров. Кроме этого, нужно помнить, что качество работы системы зависит и от того, насколько надежен контакт. Рекомендуем использовать обжимные, паянные медные клеммы-наконечники. Предварительно очистите их от пыли и окиси, потому что плохой контакт вызывает потери электроэнергии и перегрев клемм.

Схемы подключения АКБ к инвертору

При монтаже «зеленых систем» и бесперебойной подачи электричества применяют параллельный, последовательный и последовательно-параллельный способы подключения аккумуляторов.

При параллельном варианте подключения напряжение «составной» аккумуляторной батареи равно напряжению одиночного аккумулятора. При этом электрическая емкость будет равняться сумме емкостей отдельных аккумуляторов в ее составе. Это значит, что при одинаковых батареях нужно емкость одной помножить на общее количество АКБ в системе.

При последовательном способе АКБ использует емкость, аналогичную одному аккумулятору, а электронапряжение будет равняться сумме напряжений, составляющих систему аккумуляторов. Это означает, что при определенном количестве батарей нужно просто умножить напряжение на число аккумуляторов, и мы получим общее напряжение системы.

В случае, когда нужно наращивать одновременно и емкость, и напряжение, применяют последовательно-параллельный способ соединения с батареей. Сперва подбирают нужное число батарей, а потом соединяют их параллельно и последовательно, а потом подключают к инвертору.

Со временем у аккумуляторов объединенных в общую систему может произойти разбалансировка — значительное изменение напряжения на отдельных АКБ системы. Для этого нужно один раз в полгода проводить измерения и при необходимости проводить ребалансировку напряжения. Проще всего ее произвести при помощи повышенного напряжения на протяжении 24 часов. Напряжение выравнивающего заряда зависит от конкретной модели аккумулятора — нужно уточнить у продавца или сервисного центра.

Еще одна тонкость: при параллельном или последовательно-параллельном способах подключения АКБ, нужно одну клемму, приходящую от инвертора, соединять с контактом первого аккумулятора (или группы), а вторую – с контактом последнего аккумулятора в цепи (при этом четко соблюдая полярность). Если сделать все таким образом, то нагрузка и заряд будут равномерно распределяться в системе.

В завершение

Если Все же вам сложно справиться с расчетами системы, то лучшим выходом может быть обратиться к специалисту-электрику. При продаже наши менеджеры помогут советом как правильно подобрать аккумуляторные батареи для ваших нужд, а также дадут общие советы по монтажу или использованию. При необходимости полного монтажа системы под ключ мы предложим воспользоваться услугами нашего профессионального электромонтажника.

При дальних поездках или выезде на природу отсутствие привычных бытовых приборов доставляет нам дискомфорт и лишает нас домашнего уюта.

Благодаря современным технологиям, мы можем взять с собой в дорогу привычные бытовые приборы – «

220 В» в любую точку мира. Для этого необходим инвертор напряжения, который преобразует постоянное напряжение бортовой сети 12 В (24 В) в переменное напряжение

Благодаря инвертору напряжения, в дороге Вам станут доступны привычные бытовые приборы: электрический чайник, кофеварка, телевизор, электрическая/микроволновая печь, игровая консоль, ноутбук и т.п.

Как правильно выбрать инвертор напряжения?

В первую очередь инвертор напряжения необходимо выбирать по мощности, т.е. для начала необходимо понять, что будет к нему подключено. Возьмем, для примера, электрочайник, мощностью 1200 Вт. Из стандартного ряда по мощности, для питания такой нагрузки необходим инвертор напряжения мощностью 1500 Вт.

В связи с тем, что производитель часто указывает номинальную мощность нагрузки, не учитывая пусковую мощность, необходимо выбирать инвертор напряжения с запасом, как минимум 10 –15 %. Подробнее про выбор мощности инвертора можно узнать из материала «Как выбрать инвертор или ИБП с учетом пусковых токов и потребляемой мощности» или получить консультацию по бесплатному номеру, который размещен на нашем сайте.

После выбора инвертора напряжения по мощности, необходимо рассчитать, каким будет потребление тока от бортовой сети автомобиля, т.е. потребление от аккумулятора и генератора. Возьмем для примера инвертор напряжения СибВольт 1512, как наиболее подходящий по характеристикам и защитам для применения в автомобиле.

КПД инвертора напряжения СибВольт 1512, при номинальном напряжении питания, составляет 90 % (0,9 в относительных единицах для расчета). Возьмем, для примера, среднее значение напряжения бортовой сети при заведенном двигателе – 13,5 В. Ток потребления инвертора от бортовой сети 12 В составит:

Для чего нужно знать ток потребления от бортовой сети 12 В? Во-первых, необходимо понять, сможет ли штатный генератор автомобиля выдать такой ток и не выйти из строя; во-вторых, достаточно ли мощности генератора, чтобы при включенном инверторе напряжения, генератор заряжал еще и аккумуляторную батарею; в-третьих, понять, достаточно ли сечения штатных проводов, которые соединяют генератор и аккумуляторную батарею в автомобиле, чтобы пропустить такой ток.

Необходимо так же учесть, что при более низком напряжении бортовой сети, ток потребления будет больше, например в вышеописанном примере, при напряжении бортовой сети 11 В ток составит 121,2 А.

После выбора инвертора напряжения по мощности необходимо выбрать место установки. Что следует учесть? В связи с высоким током потребления и проблемами, которые с ним связаны, инвертор напряжения необходимо размещать как можно ближе к аккумуляторной батарее, для уменьшения сечения и длины проводов по цепи питания
12 В. Место установки должно быть защищено от воздействия пыли и влаги. Необходимо обеспечить достаточное пространство для нормальной циркуляции воздуха вокруг инвертора напряжения, для его нормального охлаждения.

Как правильно подключить инвертор напряжения?

Инвертор напряжения необходимо подключать через предохранитель, номинал необходимо выбрать с 15 – 20 % запасом, чтобы предохранитель ложно не срабатывал от пусковых токов. Предохранитель необходим для защиты бортовой сети на случай короткого замыкания в проводе питания инвертора напряжения. Предохранитель необходимо располагать как можно ближе к аккумуляторной батарее.

Далее необходимо выбрать сечение входного кабеля по цепи питания 12 В. Для простоты можно воспользоваться готовой таблицей из просторов интернета, в которой приведены рекомендации по выбору сечения провода, в зависимости от падения напряжения на нем при определённом токе.

Рассмотрим пример: если Ваш расчетный ток 100 А, длина кабеля 3 м. По таблице получается сечение провода должно быть от 35 до 50 мм². Что выбрать? Так как в автомобиле кабель укладывается, как правило, в закрытом пространстве по салону автомобиля, то лучше отдать предпочтение кабелю с большим сечением.

Важно понимать, что чем меньше сечение провода, тем выше его нагрев (может вызвать короткое замыкание и пожар) и больше падение напряжения (может вызвать отключение инвертора по низкому входному напряжению).

В заключении необходимо отметить, что при запуске двигателя автомобиля (работе стартера) в бортовой сети автомобиля могут быть всплески напряжения, связанные с большими токами и индуктивностью бортовой сети автомобиля, поэтому необходимо подключать инвертор напряжения непосредственно к аккумуляторной батарее, как плюсовую шину, так и минусовую, чтобы уменьшить негативное влияние всплесков напряжения.

Необходимо всегда помнить, что при незаведенном двигателе, инвертор напряжения расходует энергию аккумуляторной батареи. Разряженной аккумуляторной батареи может не хватить для запуска автомобиля!

Во время запуска двигателя инвертор напряжения необходимо отключать, чтобы уменьшить нагрузку на аккумуляторную батарею и уберечь ее от выхода из строя.

Автономные системы электроснабжения загородных объектов позволяют жить в комфорте даже вдалеке от централизованных коммуникаций. Нередко наряду с традиционными схемами используют альтернативные, основанные на использовании энергии солнца.

Чтобы гелиосистема функционировала правильно, необходима грамотно составленная схема подключения солнечных батарей. Потребуется комплект качественного оборудования, способный справляться с возложенными обязанностями.

Мы расскажем, как грамотно спланировать размещение компонентов мини-электростанции. Вы узнаете, как выбрать технические устройства для сборки системы и как их правильно подключить. С учетом наших советов вы сможете соорудить эффективно действующую установку.

Схема устройства солнечной электростанции

Рассмотрим, как устроена и работает гелиосистема для загородного дома. Главное ее назначение – преобразовать энергию солнца в электричество 220 В, которое является основным источником питания для домашних электроприборов.

Основные части, из которых состоит СЭС:

  1. Батареи (панели), преобразующие солнечное излучение в ток постоянного напряжения.
  2. Контроллер, регулирующий заряд АКБ.
  3. Блок аккумуляторных батарей.
  4. Инвертор, преобразующий напряжение АКБ в 220 В.

Конструкция батареи продумана таким образом, что позволяет оборудованию функционировать в различных погодных условиях, при температуре от -35ºС до +80ºС.

Выходит, что правильно установленные солнечные батареи будут работать с одинаковой производительностью и зимой, и летом, но при одном условии – в ясную погоду, когда солнце отдает максимальное количество тепла. В пасмурную эффективность работы резко снижается.

Вес одной батареи на 300 Вт равен 20 кг. Чаще всего панели монтируют на крышу, фасад или специальные стойки, установленные рядом с домом. Необходимые условия: разворот плоскости в сторону солнца и оптимальный наклон (в среднем 45° к поверхности земли), обеспечивающий перпендикулярное падение солнечных лучей.

При возможности устанавливают трекер, отслеживающий движение солнца и регулирующий положение панелей.

Контроллер выполняет насколько функций. Кроме основной – автоматической регулировки заряда АКБ, контроллер регулирует подачу энергии от солнечных батарей, предохраняя тем самым аккумулятор от полной разрядки.

При полном заряде контроллер автоматически отключает АКБ от системы. Современные устройства оборудованы панелью управления с дисплеем, показывающим напряжение батарей.

Для самодельных гелиосистем лучшим выбором являются гелевые аккумуляторы, отличающиеся сроком бесперебойного функционирования 10-12 лет. После 10-летней работы их емкость уменьшается примерно на 15-25 %. Это необслуживаемые и абсолютно безопасные устройства, не выделяющие вредных веществ.

Задача инвертеров – преобразовывать постоянное напряжение от АКБ в переменное напряжение 220 В. Они отличаются такими техническими характеристиками, как мощность и качество получаемого напряжения. Синусовое оборудование способно обслуживать наиболее «капризные» к качеству тока приборы – компрессоры, бытовую электронику.

Обзор бытовой СЭС:

Стоит знать, что бытовые электростанции способны обслуживать постоянно работающий холодильник, периодически запускаемый погружной насос, телевизор, систему освещения. Чтобы обеспечить энергией функционирование котла или даже микроволновки, потребуется более мощное и очень дорогое оборудование.

Существуют и другие, более сложные схемы сборки солнечных электростанций, однако данное решение является универсальным и наиболее востребованным в быту.

Шаги подключения батарей к оборудованию СЭС

Подключение происходит поэтапно, обычно в следующем порядке: сначала соединяют контроллер с аккумулятором, затем контроллер с солнечными панелями, затем аккумулятор с инвертором, и уже в последнюю очередь делают разводку по потребителям.

Этап #1: подключение к аккумулятору

Аккумуляторы занимают в сети четко определенное место. Они подключены к солнечным панелям не напрямую, а через контроллер, который регулирует их загрузку/разгрузку. С другой стороны аккумуляторный блок подсоединяют к инвертору, преобразующему ток.

Таким образом, схема подключения солнечных батарей к аккумулятору выглядит так:

  • производим соединение аккумулятор/контроллер (затем контроллер/солнечные батареи);
  • соединяем аккумулятор и инвертор.

Возможны и другие варианты подключения, но данный является оптимальным, так как аккумулятор сохраняет незатраченную энергию, а при необходимости отдает ее потребителям.

Если одного аккумулятора недостаточно, приобретают несколько батарей с одинаковыми характеристиками. Их устанавливают в одном месте и подключают последовательно.

Для удобства использования и обслуживания блоки устанавливают на металлическом стеллаже с полимерным покрытием.

Рассмотрим, как аккумулятор подключается к контроллеру и инвертору.

Следующий шаг – подключение контроллера к солнечным панелям, а аккумуляторного блока – к инвертору.

Этап #2: подключение к контроллеру

Рассмотрим вариант, который часто используют на практике владельцы загородных домов. Они заказывают недорогое оборудование производства КНР на одной из интернет-площадок.

Подключение происходит в следующем порядке:

  • Сначала к контроллеру подключают блок аккумуляторных батарей. Это производится намеренно, чтобы проверить, как прибор выявит номинальное напряжение сети (стандартные значения – 12 В, 24 В). При соединении с АКБ используют первую пару клемм.
  • Затем присоединяют непосредственно солнечные панели, используя прилагающиеся к ним провода, а у контроллера – вторую пару клемм.
  • В последнюю очередь устанавливают оборудование для ночного освещения – именно для этого и предназначена третья пара клемм. Кроме низковольтного освещения, которое действует исключительно после наступления темноты и запитывается от АКБ, другое оборудование использовать нельзя.

При любом виде подключения необходимо следить за полярностью.

Несоблюдение полярности приводит к мгновенной поломке контроллера, а также выходу из строя деталей солнечных панелей.

Контроллер и АКБ постоянно взаимодействуют. Например, во время пиковых нагрузок АКБ представляет собой буфер, осуществляющий защиту контроллера от выхода из строя.

Эти два прибора, как и остальные элементы системы, нельзя рассматривать по отдельности. При сборке солнечной электростанции следует иметь в виду каждое устройство, даже если конкретное подключение его не касается.

Пошаговая инструкция по подключению солнечных панелей к контроллеру