Автономне живлення багатоквартирного будинку: скільки годин потрібно

Як вирішити, скільки годин потрібно

Тривалість автономності має відповідати двом речам: очікуваному відключенню та пріоритету споживача. Для різних рівнів пріоритету години можуть різнитися: аварійне світло і слабкострумові системи мають працювати довго, а ліфт у повному режимі, як правило, лише обмежений час. Така диференціація здешевлює проєкт і дає чесніші обіцянки мешканцям.

Платформа дозволяє порівнювати набори споживачів і тривалості в діапазоні від пів години до 72 годин, зокрема варіанти 2, 4, 8, 12 і 24 години для режимів «лише критичні» та «розширений». Це інструмент порівняння, а не прогноз.

Формули, на яких стоїть розрахунок

Методика платформи має послідовність кроків. Спершу електрична потужність кожного навантаження: для двигунів вона дорівнює потужності на валу, поділеній на ККД двигуна. Потім енергія як сума добутків кількості, потужності, часу й коефіцієнта роботи. Далі корисна енергія акумулятора: енергія з резервом, поділена на ККД інвертора. Нарешті номінальна ємність: корисна енергія, поділена на допустиму глибину розряду, на коефіцієнт, що враховує температурні втрати, і на коефіцієнт запасу на старіння.

• Типові значення за замовчуванням: резерв 20 відсотків, ККД інвертора 0,92, допустима глибина розряду 0,8, втрата від температури 10 відсотків, запас на деградацію 20 відсотків.
• Усі ці значення є непідтвердженими припущеннями, їх змінюють на дані з паспортів та рекомендацій виробника.
• Безперервна потужність дорівнює сумі електричних потужностей з урахуванням коефіцієнта одночасності.
• Пікова потужність береться за сценарієм «один двигун запускається, інші працюють», і до неї додається коефіцієнт запасу за пуском.

Ілюстративний приклад: два набори споживачів

Нижче умовні вхідні дані, придумані лише для ілюстрації порядку розрахунку. Припустимо, є аварійне світло 150 Вт, домофон та мережевий вузол 115 Вт, а також насос із електричною потужністю 3,5 кВт і коефіцієнтом роботи 0,4. Часи роботи для простоти однакові: 8 годин.

Для енергії 13 320 Вт·год з резервом 20 відсотків і ККД інвертора 0,92 корисна енергія наближається до 17,4 кВт·год. З глибиною розряду 0,8, втратою від температури 10 відсотків і запасом на старіння 20 відсотків номінальна ємність становить близько 30 кВт·год. Якщо виключити насос, залишаться 2 120 Вт·год, і номінальна ємність падає приблизно в шість разів. Цей контраст показує, чому правління не повинно говорити «просто резерв на добу», не обравши, що саме резервується.

Чому реальна автономність може бути меншою за розрахункову

• Холод у приміщенні зменшує доступну ємність акумуляторів, а розрахунок закладає лише орієнтовну втрату.
• Старіння знижує ємність, тому система через роки автономна менше, ніж у перший день.
• Пускові піки й одночасний пуск декількох двигунів можуть вимкнути інвертор раніше, ніж закінчиться енергія.
• Навантаження змінилось: додано обладнання, змінився режим насосів.
• Невідомі вхідні дані заповнені консервативно, але не завжди у вашу користь: наприклад, невиміряний коефіцієнт роботи може виявитись вищим.
• Нерівномірний розподіл по фазах обмежує потужність окремої фази.

Час доби та сонячні панелі

У модуль сценаріїв можна ввести частки навантаження для денного, вечірнього і нічного вікон та годину початку відключення. Ці частки вказує користувач: рушій їх не вигадує. Вони впливають на енергію, але не на потужність, тому пік залишається розрахунковим.

Сонячні панелі в цій моделі не зменшують потрібну ємність: виробіток не додається, поки немає підтверджених даних про інсоляцію, а мережева станція без гібридного режиму взагалі не живить будинок під час відключення. Узимку і в хмарну погоду внесок СЕС особливо обмежений, тому розраховувати автономність на панелі не можна без окремої оцінки.

Типові помилки

• Беруть одну цифру «години» для всіх споживачів замість різних годин за рівнями.
• Забувають про резерви, ККД, глибину розряду і температуру, і отримують завищену автономність.
• Ігнорують піки та перевіряють лише енергію.
• Обіцяють мешканцям конкретні години, хоча розрахунок орієнтовний.
• Не переглядають розрахунок після змін у будинку.

Що підготувати для обговорення автономності

Поширені запитання

Чи можна гарантувати певну кількість годин автономності?

Ні, розрахунок орієнтовний. Фактичний час залежить від навантаження, температури, стану акумуляторів і налаштувань, тому обіцянки мешканцям варто формулювати обережно і з посиланням на розрахунок.

Чому в результаті калькулятора діапазон, а не одне число?

Вхідні дані часто неповні, а запаси та ККД залежать від обладнання. Діапазон чесніше показує невизначеність і підказує, які дані варто уточнити в першу чергу.

Наступні кроки

Калькулятор ємності акумуляторівОрієнтовний розрахунок резервного живлення