Сам-енерго
Карта сайта - по этой ссылке
Энергосистема Украины сильно разрушена и останется такой несколько лет. Мы не знаем, что и когда предпримет государство и должны рассчитывать на себя. Поодиночке с проблемой справиться трудно, не хватит знаний и денег. Как-то оно будет, но не всех оно устроит.
У проблемы есть много решений на разный вкус и кошелек. Но чтобы подобрать подходящее, их нужно знать. Еще важнее понимать, что такое "подходящее" решение. Таже важна возможность переделки неудачного решения с минимальными потерями.
Без знаний и опыта, вы покупаете кота в мешке. Идея в том, чтобы показать варианты решения, а также информацию и специалистов, которым можно доверять. Вы смотрите по ссылкам документы и ролики ютуб, выбираете специалистов, связываетесь с ними, платите за услугу, подбираете необходимое из списка по ссылкам. Постепенно заполняя поля "калькулятора", получаете хорошо понятные содержание и цену вариантов.
Если вы технический специалист, либо умеет работать с данными и людьми, свяжитесь с нами, чтобы описать вашу специализацию и условия участия. Если вы знаете специалистов - помогите им попасть сюда. Мы создаем Платформу для специалистов, основанную на прозрачности репутации, решений, планов и бюджетов (пока автоматика не готова, используем обычные средства).
1. Определение потребности
многоквартирный дом в городе (не элитный)
бизнес в городе, не допускающий перерыва питания;
обычный городской бизнес;
частный сектор, кроме элитного;
элитное жилье в многоквартирном доме;
Самое уязвимое - многоквартирный дом. На общее решение жильцы вряд ли договорятся, каждый будет решать проблему лично. Остальные варианты, включая объединения, рассмотрим позднее.
1.1 Допущения
Базовое решение - питание от батареи. Можно дополнить солнечными панелями и генератором, но для многоэтажки это малореалистично (рассмотрим тоже, но позднее).
Предположим, питание будет не менее двух раз в сутки по два часа, изредка хуже (регулярные многодневные отключения не рассматриваем). В перерывах система отопления замерзнуть не успевает. Продукты питания не портятся, в комнатах присутствия не ниже 12 градусов.
За 4 часа нужно набирать энергии на 20. Когда это станет ненужным, перейти на 3-х зонный учет, заряжать батарею в дешевое время и не потреблять энергию сети в дорогое (ночной и пиковый тарифы неизбежны). В перспективе возможен доп. заработок на услуге балансировки.
1.2 Приоритеты
Потребление рекомендуем разделить на 3 категории:
А: бесперебойное питание. Компьютер, роутер и другие маломощные устройства, не допускающие перерывов питания более 10 мС;
В: питание, подключаемое одним выключателем вручную. Освещение и ИБП, питающий группу А. Это можно сделать через АВР, если перед подключением инвертор работает. Уходя из дома отключать возможность работы от батареи, чтобы не расходовать впустую.
С: персональное включение-выключение (из розетки или выключателем). Приборы, которыми включают после проверки запаса батареи. Не должны работать перед включением группы В.
D: включают при крайней необходимости (утюг, чайник, фен, микроволновка, нагреватель и др), проверив запас батареи и отключив часть группы С, чтобы высвободить мощность.
1.3 Мощность
Используя подсказки, составьте таблицу потребителей, укажите номинальную и пиковую мощность. Разбейте на группы. Подумайте, может быть стоит заменить какое-то устройство на более экономное (компрессорный хододильник потребляет намного больше адсорбционного и др), какими удобствами готовы пожертвовать (смотреть кино на ноуте вместо телевизора и др).
Таким образом вы поймете, какая мощность (сколько ватт) нужна при разных комбинациях приборов. Следует установить правила - не включать холодильник вместе с микроволновкой и др. Устройство должно иметь мощность больше, чем все одновременно включенные приборы. Мощное устройство несколько дороже и в нем больше внутренних потерь. Маломощное при перегрузе будет отключаться, но чтобы избежать пожара, должно иметь надежную автоматику. Лучше брать с запасом.
Пиковая\максимальная мощность - та, что устройство способно выдавать кратковременно, например при включении приборе. Внимания требует холодильник: в характеристиках указывают среднюю мощность, которая при работе компрессора существенно выше.
1.4 Автономность
Запас энергии определяется емкостью аккумулятора в кВт*часах. Грубо, если батареей 1200 кВт*час питать фен 1200 кВт, его хватит на час. На практике это на 10-15% меньше из за потерь в устройстве. Если каждый раз разряжать аккумулятор полностью, его хватит ненадолго, даже литиевого. Свинцовую батарею не стоит разряжать более, чем на 20%, тогда ее хватит на 400 циклов (где-то на год). Литий можно разряжать на 85% и его хватит на 2000...3500 циклов.
Берем таблицу, складываем мощность приборов с учетом времени работы, умножаем на время работы между зарядом аккуммулятора (10 часов), добавляем 15% на КПД и 15-85% на сбережение батареи - получаем потребную емкость. Если слишком много - переосмысливаем потребление.
Емкость батареи указывают в киловатт*часах или ампер*часах (обычно "в час" опускают). Чтобы из ампер получить киловатты, нужно умножить амперы на вольты (100 А*ч на 12 В = 1200 кВт*ч).
Номинал емкости 600, 1000, 1200 и т.п. kW*h, каждый следующий заметно дороже предыдущего. Тут уже вам решать, потратиться с запасом или "впритык", чтоб при эксплуатации считать каждый ватт. Но надо понимать, что прежний комфорт доступен только из сети, или крайне дорог.
1.5 Примеры расчета
А: роутер, компьютер аварийное освещение (2х7 Вт), зарядка для телефона
15+70+14 = 100
Компьютер отключить, перейти на ноутбук 30 Вт, использовать для зарядки
Б: освещение (5х8 Вт), ИБП, холодильник, телевизор
40+250+150 = 450
Вместо телевизора исполь- зовать ноутбук, холодильник включать по ситуации (зимой использовать балкон)
В: микроволновка, чайник, утюг, фен, миксер, музыка
2000
Возможно подключение только одного прибора
D: стиральная машина, электропечь, посудомойка, отопитель, бойлер
Приборами пользоваться только от сети
Таким образом, минимально необходимая мощность 550 Вт (максимальная 1 кВт из-за холодильника), емкость на 10 часов 5,5 кВт*чаc. С учетом потерь и ограничений для литиевой батареи 5,5х1,15х1,2= 7,6 кВт или 600 а*ч, три батареи по 200 ампер, размером 450х220х200 и ценой от 250 до 500 каждая, полная цена решения $1800...2500. На полную зарядку батарей 600 ампер за 2 часа потребуется 300 ампер в час. Обычные зарядки рассчитаны 30-60 ампер*час, значит их нужно 3 (затраты). За два часа они зарядят батарею на 320 ампер (нужно 600), потянув 2,2 кВт из сети. На бойлер, стиралку и духовку уже не хватит, нужно выбирать. Тем более, если, исхитрившись, заряжать половинным током (4 кВт). В общем, это очень плохое решение.
Зайдем с другой стороны. Два аккумулятора по 100 а - это 2,4 кВт, минус потери = 2 кВт*час. Этого хватит, чтоб питать "группу А" 19,7 часа, а если ноутбук вместо компьютера -то 28, с перерывом на сон 32-35. За 10 часов группа израсходует 1 (0,7) кВт, на вторую останется еще 1 кВт. Этого не хватит на холодильник, но он сам по себе аккумулятор и долго держит холод без питания, его можно включать по состоянию, а холод набирать от сети. Телевизор можно смотреть по ноутбуку, тогда 1 кВт хватит подогреть еду, вскипятить чай - жить можно. А если свет будут давать чаще – вообще нормально.
Можно взять батарею 100 ампер, чтоб попробовать и, если надо, накопить денег и прикупить еще 100. Тогда инвертор нужно сразу покупать на 2,4 кВт, под расширение. Однако, лишняя мощность – лишние потери, к тому же мощный инвертор обычно сильнее шумит.
1.6 Примеры оптимизации
Холодильник. Класс А потребляет около 2,3 кВт*сутки, класс ААА+++ до 0,8. Для начала следует выполнить минимальные правила экономии энергии, например. Но этого недостаточно.
Самый экономный холодильник - абсорбционный, б\у можно купить за пару тысяч грн (некоторые работают на газе). Покупая скоропортящиеся продукты меньше, но чаще, можно обойтись маленьким холодильником 0,5 кВт*сут. Отказавшись от замороженных продуктов, можно отключить морозильник. Можно использовать маленький холодильник и балкон, чтобы почти не открывать большой.
Бойлер. Использовать только для купания. Для мытья рук и посуды купить кран с нагревателем, который тратит энергию только пока льется вода. Отключить режим поддержания температуры, включать за 30-60 минут перед использованием. Нагревать только необходимый объем, например на 10 минут душа (определить, засекая время нагрева и подачи теплой воды).
Отопитель. Выгородить спальную зону отражающей пленкой в форме алькова. Два человеческих тела выделяют 160 Вт тепла. Нагревательная панель или электропростыня 200-400 Вт обеспечит комфорт при питании от аккумулятора. Что-то подобное можно выгородить в дневной зоне, используя тепло роутера, компьютера и др (это неудобно-но если ситуации критична - тут не до удобств. Есть множество способов сэкономить тепло, и популярная облицовка стен пенопластом – худший из них.
1.7 Заключение
Принимая решение, следует учитывать характер потребления, емкость батареи и скорость зарядки (чтобы успеть за 2 часа). Это главное, ведь только вы не знаетне, от чего готовы отказаться. Остальное - производные от этого решения. Цена решения на 100% зависят от постановки задачи
Помните, что емкость меряют в киловатт часах, то есть "сколько часов батарея дает один киловатт". Когда пишут, что ее хватит на 8 часов - это маркетинг: утюг и фен могут разрядить ее за 30 минут. Чудес не бывает, смотрите не на слова, а на цифры.
2. Выбор решения
Готовое решение всегда намного дороже такого, над которым нужно думать самому. Сложные задачи лучше поручать специалистам, но есть риск попасть на шарлатанов. Простые лучше решать самому, но есть риск недооценить их сложность. Прежде, чем тратить деньги, нужно послушать специалистов и понять, нужна ли вам помощь и в какой объеме. Чем меньше бюджет-тем больше следует полагаться на себя, меньше доверять рекламе и неизвестным советчикам.
Как отличить специалиста от "блогера"? Не по числу просмотров и отзывов: блогер интереснее и его аудитория реагирует на второстепенное. Специалистов немного, постараемся собрать их здесь
2.1 Общие правила
Цену решения складывают функция, плата за бренд и удобства. Функция - обеспечить себе досуг, тепло и гигиену при долгих перерывах энергии. Это должно работать всегда, то есть решение должно быть надежным и ремонтопригодным. Обычно это связывают с брендом, гарантией и обслуживанием. Но брендовые вещи тоже ломаются, долго и дорого ремонтируются. Поэтому следует ориентироваться на специалистов, которые имели дело с конкретными приборами и знают их особенности. Избегайте устройств с неизвестным поведением и таких, которые никто не возьмется ремонтировать.
Удобства рассчитаны на психологию потребителя, могут быть надуманы и стоить дороже функции. Например, зачем для выживания беспроводная зарядка, управление по телефону и подобные игрушки, которыми увлечены блогеры. Зачем устройству 6 розеток, когда есть удлиннители?
2.2 Решение "под ключ"
Есть хорошие компании с ценником от $ 3500, выросшие на решениях для ВИЭ или "умного дома". У первых сегодня много работы, заказы на 4 месяца вперед, вы им неинтересны. Вторые предлагают решения, не соответствующие многоэтажке: громоздкие (подвести провода к каждому прибору) и избыточны (автоматизировать то, что легко делать вручную). С ними вы потратитесь на то, чем не будете пользоваться. Но если повезет с исполнителем, все будет работать надежно.
Нужно создать условия, на которых им выгодно продавать часть услуг без ущерба для производства: консалтинг, логистику, тестирование, сопровождение и др. Например, для теста батарей нужно много энергии, а значит - дизель, который нужно купить и установить. Тестирование может быть отдельным бизнесом, услугой для потребителей, закупщиков и консультантов. Выработка и организация таких условий - одна из задач Платформы.
2.3 Зарядная станция
Данные источники продвигают как решение "купил-и вопрос решен". На самом деле это не так. Устройство содержит все необходимое и оснащено автоматикой, защитами и контролем. Но оно не умеет думать за вас: какие приборы отключить для экономии заряда или что делать, когда вас нет дома. В цену входит множество "игрушек", бесполезных для выживания в трудную зиму.
Брендовая зарядная станция обойдется в 4 раза дороже функции, полученной от набора отдельных компонентов. Можно найти станцию неизвестного производителя на 30% дешевле - но это будет все равно самое дорогое решение из возможных. Зато оно полное, вам нужно только сделать разводку по квартире и выучить инструкцию. Главный минус - высокая цена.
Вы не сможете починить брендовую станцию сами или у мастера. Ремонт может оказаться долгим и хлопотным, а по истечении гарантии - дорогим. Вы не сможете модернизировать устройство, или это обойдется очень дорого (дополнительная батарея может стоить дороже всей станции). Детали к брендам можно купить только "в оригинале", что тоже очень дорого.
2.4 Автомат бесперебойного питания
Основной плюс - включается автоматически и быстро, чтобы не потерять данные на компьютере. Важно понимать, зачем вам это нужно. Ведь мощные приборы (духовка, стиральная машина и др) не должны работать от аккумулятора, а холодильник потерпит, пока вы его включите вручную или с перерывом питания в пару секунд, когда инвертор гарантировано вышел на режим. АБП (UPS) придуман, когда все пользовались компьютерами и боялись потерять данными. Если у вас ноутбук или планшет, этой проблемы не существует.
Если вы используете компьютер и приборы, нетерпимые к перерывам питания 10 мС (например, у некоторых роутеров сбиваются настройки), купите маленький UPS только под эти устройства, а остальное включайте вручную или через реле автомата ввода резерва (АВР).
Реклама завлекают тем, что в АБП встроена зарядка аккумулятора и много защит. Все это можно купить отдельно, с лучшей надежностью\ремонтопригодностью и значительно дешевле. Вероятно, польза мощного АБП с быстрым переключением проявляется в специальных решениях (умный дом и др). Для выживания это, пожалуй, самое неудачное решение.
2.5 Сборное устройство
Оптимальное решение для многоэтажки - собрать устройство из инвертора, аккумулятора и зарядки, купленных по отдельности. Это самый гибкий вариант, позволяющий учесть ваши привычки и бюджет, удешевить ремонт, переделку и модернизацию.
2.5.1 Батарея
Главные параметры: емкость, долговечность, качество. Здесь все определяет физика (химия) и качество производства. Что бы ни говорила реклама, свинцовые аккумуляторы (гелевые, кислотные, тяговые, любые) недолговечны и не терпят глубоких разрядов. Если их разряжать до 90% (т.е. всего на 10%), они выдержат до 1000 циклов заряд-разряда и прослужат несколько лет, как в автомобиле. Если разряжать "в ноль", их не хватит на 100 циклов или 3 месяца. Они дешевые, но с учетом указанного, их нужно или покупать в 10 раз больше, или в 10 раз чаще менять. В силу низкой цены, с ними можно поэкспериментировать, понять потребности и заменить на литиевые.
Важный недостаток свинца - низкий ток заряда, до 10% от номинального. Чтобы зарядить батарею 100 ампер*часов на 90%, понадобится 9 часов, а за 2 часа она наберет только 20%
Литий-ионные дают большую плотность заряда, поэтому они меньше, чем LiFePo4 (литий-железо-фосфатные). Для квартиры это несущественно, зато LiFePo4 более долговечны и быстрее заряжаются. Ток заряда допускается до 50% от номинального, за 2 часа можно успеть ее зарядить.
Батареи можно включать параллельно (складывается емкость) или последовательно (складываются напряжения). Для последовательного включения, нужно тестирование, отбор и контроллер заряда. Это вариант для специалиста. Для параллельного желательны батареи одного типа и степени износа. При покупке б\у легко попасть на убитую батарею, которая быстро разряжается и не набирает заряд.
2.5.2 Инвертор
Специальных инверторов для квартиры нет, есть для автомобиля, умного дома, солнечной станции. Умный дом оснащен контроллерами и автоматизацией, солнечный рассчитан на подключение панелей и генератора, функциональность обоих типов для аварийного решения избыточна. Самый простой и дешевый автомобильный, в нем нет лишних функций и минимум защит. Возможно, он более шумный и с низким КПД (менее 85%), т.е. потребляет с большими потерями энергии.
Инвертор нужен "с чистым синусом" и некоторым запасом номинальной и максимальной мощности. Указанная производителем мощность может быть завышена, нужно выяснить реальную у тех, кто использует данную марку. При недостатке мощности, инвертор будет отключаться автоматикой, например при включении холодильника. При избытке будет ускоренно расходовать батарею. Это имеет смысл, если вы подключили одну батарею, но собираетесь, накопив денег, подключить вторую. Если этим вы хотите увеличить только емкость и время автономности, запас не нужен. Но если намерены использовать больше приборов одновременно - мощность нужно выбирать по их сумме.
В инвертор может быть встроен АВР, который включает его при исчезновении сети и отключает при появлении. Если встроенная защита батареи недостаточна, такие переключения могут привести к ее быстрому износ. Режим автоматического включения нужно применять осторожно, чтобы не включать инвертор на несколько мощных потребителей одновременно. Это перегруз инвертора, неразумный расход батареи и, главное, высокий риск угробить бытовую технику.
Важно: сначала включается инвертор, а потом его нагрузка. В противном случае, электромоторы перегружаются и могут быстро выйти из строя без возможности восстановления.
2.5.3 Зарядка для аккумулятора
Это достаточно простое и дешевое устройство, которое должно соответствовать типу аккумулятора. Для лития существуют мощные зарядки с током 60 ампер и более. Чтобы зарядить батарею 200 А*ч за два часа, нужна зарядка на 100 А*ч (это с запасом т.к. вы не будете разряжать батарею более чем на 85%). Это 1,2 кВт, проводка и вводные автоматы легко потянут. Свинцовую батарею заряжать таким током опасно: в лучшем случае она испортится, в худшем - взорвется и зальет все кислотой.
2.5.4 Защита и автоматика
Рекомендуем отказаться от автоматизации, или оставить минимум. Надежнее всего после обесточения включать все приборы вручную, убедившись, что инвертор вышел на режим. Есть смысл использовать реле АВР для запитки UPS и пары ламп аварийного освещения - не более того.
Защиты обычно встроены: для батареи - в устройство зарядки, для аккумулятора - в инвертор. Обычно этого достаточно, нужно внимательно изучить инструкции. Защита может быть встроена, например, в батарею, но это нужно для специальных случаев и для вас несущественно. Реклама уделяет много внимания таким особенностям, но они вам вряд ли пригодятся.
3. Процесс
3.1 Информация для решения
Обычным поиском в гугл качественную информацию найти трудно, ИИ тоже не помогает: интернет переполнен рекламой, в которой инженерная информация теряется. Гораздо лучше ситуация в ютуб: презентаций много на разные темы. Однако, преобладают ролики низкого качества: скрытая реклама, развлекательные, любительские и просто безграмотные. Не будучи специалистом, разобраться в них трудно. Кроме того, в ютубе сложно искать ответ на конкретный вопрос: даже хорошие авторы сводят в ролике несколько вопросов, общих и специальных, отрабатывая каждый свой сценарий. Если повезет попасть на интернет-форум, там информация идет "внавал", без системы, разобраться в ней по существу и найти нужные ответы не специалисту практически невозможно.
Сегодня в мире появляется услуга "информационный пузырь", когда специалисты создают на заказ нечто вроде википедии по определенному кругу вопросов. Это как книга, где дано общее описание предмета и множество ссылок на детализирующие документы. Такая книга, постоянно дополняемая, является решением вопроса. Технических проблем для ее создания нет, нужны желающие. Причем не просто желающие, а специалисты, отвечающие за результаты своего труда. Их нужно мотивировать, чтобы они могли производить продукт, а не просто проводить досуг. Также нужна система, которая не даст разбавлять продукт знаний мнениями дилетантов.
Задачу можно решить через разделения труда. Поиск информации, оценка качества, упорядочение, написание и комментирование\рецензирование статей - это работа разного характера, большая часть которой не требует уровня эксперта. Давайте попытаемся превратить этот сайт в место ссылок на хорошо структурированную информацию, отредактированную экспертами. Это может стать путеводителем по "настоящей" информации, необходимой, чтобы пережить эту зиму и не потратить деньги на то, что не принесет пользы.
Например, необходимо отобрать максимом интернет-форумов, где рассматривается тема, всех авторов ютуб-каналов, прослушать и отсеять бесполезных. Далее отобранный контент структурировать, чтобы дать возможность ссылок на конкретные вопросы и упорядочить с помощью классификаторов. Тогда это будет единая точка входа к информации по теме. Контент должны оценить и прокомментировать специалисты, а популяризаторы - написать статьи, помогающие ориентироваться в ссылка. Примером такого описания является данная страница.
Первый классификатор будет реализован на этом сайте как прототип, затем он будет переделан и перенесен в домен, обеспечивающий быстрый многопользовательский доступ.
3.2 Данные о специалистах, товарах, поставщиках
3.3 Выбор характери потребления
3.4 Выбор оборудования
3.5 Финансирование
3.6 Приобретение, проверка, хранение
3.7 Монтаж и наладка
3.8 Ремонт и модификации
3.9 Работа со специалистами
Last updated