Відключення світла вже вдруге під час повномасштабної війни стають реальністю на якийсь час. Повербанків замало. Що купити, аби не залежати від графіків? Генератор? Зарядну станцію? Сонячні панелі? А вистачить потужності на холодильник, насос для води й серіал/футбол на плазмі? Суспільне зібрало все про альтернативні джерела електрики й розповідає, як залишалися зі світлом, без пожеж чи уражень струмом, та ще й допомогти енергосистемі України.
Чому треба подбати про автономність
Через війну генерація суттєво зменшилася, виведені з ладу багато станцій. Відключення запровадили з середини травня, вони триватимуть, імовірно, ще декілька місяців. Це одна з причин забезпечити себе автономним живленням. Але не єдина, зауважує в розмові з Суспільним Михайло Ганчук, інженер, директор одного з українських підприємств, що виробляє енергоприлади.
Не менш важлива причина — ціни. Коли почалося вторгнення РФ, у Європі зріс попит на електроенергію, бо європейці почали відмовлятися від російського газу як одного з її джерел. Відповідно, ціни в Європі виросли. Наприклад, у Німеччині вдесятеро (відносно України), хоча згодом ціна впала приблизно у пʼять разів.
В Україні, говорить Ганчук, ціни поки стримують, але вони все ж з часом досягнуть рівня європейських. Тож уже зараз варто мати кілька сценаріїв:
- зібрати самостійно систему акумулятор + інвертор (але така збірка важить більше та довше заряджається, ніж цілісна зарядна станція);
- купити зарядну станцію;
- зібрати систему зарядна станція + сонячні батареї;
- генератор — лише якщо маєте приватний будинок.
Далі розкажемо про них детальніше.
Зарядні станції
Як розповідає Михайло Ганчук, на відключення по кілька годин на добу мешканцям квартир підійдуть блоки багатоканальної швидкої зарядки. Їх також називають джерелами безперебійного живлення (ДБЖ), або системою акумулятор-інвертор. Це ніби як великий повербанк. Їх заряджають зі звичайної розетки, коли світло є, а потім прилад може живити техніку у квартирі/будинку. В основі ДБЖ — інвертор, що перетворює змінну напругу на постійну. Інвертор — не окремий пристрій, як от повербанк чи генератор, він завжди працює в системі з акумулятором.
Це — гарне недороге рішення, каже пан Михайло, але воно має мінуси: ці пристрої не заощаджують та не виробляють енергію, навантаження на енергосистему не зменшується, ба більше — додається, бо її споживає й сам акумулятор: "Коли ставимо такий акумуляторний блок, фактично купляємо собі, умовно, ще один холодильник, тобто ще одного споживача".
Типи батарей
Батареї в зарядних станціях поділяють на два типи — кислотні та літій-іонні. А кислотні своєю чергою — на герметичні й негерметичні.
Негерметичний кислотний акумулятор — це так звана АКБ, акумуляторна кислотна батарея. Це акумулятори в автомобілях. Вони найдешевші. Крім того, витримують великі пускові струми — те, що потрібно для запуску двигуна.
Але мають і мінуси. По-перше, вони важкі.
По-друге — не витримують глибокого розряджання, адже автомобільні акумулятори не розраховні на повне вичерпання. В автівці їх постійно трішки розряджають, а потім трішки підзаряджають.
Третій недолік — в АКБ мала кількість циклів1 цикл — це повне зарядження та повне розрядження акумулятора заряду-розряду, в межах 200-300. Після їхня місткість суттєво падає. Акумулятор не припинить працювати зовсім, але буде накопичувати меншу кількість потужності. Якщо він спочатку був на 2 кВт, за пів року стане на 1 кВт.
Нарешті, такі акумулятори виділяють шкідливі гази. Михайло Ганчук пояснює: під час заряджання-розряджання АКБ у самому акумуляторі відбуваються хімічні процеси, що супроводжується газовиділенням. Всередині батареї свинцеві пластини, і під час перезаряджання рідина починає кипіти, виділяється свинець тощо. "Для автомобіля це окей, такі батареї встановлені під капотом, але в приміщеннях їх не можна використовувати", — додає фахівець.
Другий тип — герметичні кислотні акумулятори, вони ще називаються гелеві. Як пояснив пан Михайло, це той самий кислотний акумулятор, але замість рідини в ньому використовується гель, тому батарея герметична.
Але такі батареї небезпечні, Ганчук навів приклад, як у червні в Києві вибухнув такий акумулятор. Було таке і в час перших відключень, у 2022-2023-му. Якщо щось трапляється з електронікою, акумулятор починає перезаряджатися, кипіти, й оскільки в нього немає куди виділятися газу, може вибухати. Там передбачені зривні аварійні пробки, але, як видно з практики, вони не завжди спрацьовують.
Кислотні акумулятори в цілому погано працюють за низьких температур. Експерт, однак, каже, їх усе одно масово використовують, бо це найдешевший варіант.
Інший тип акумуляторів — літій-іонні (Li-ion). Вони дорогі, але мають свої переваги.
По-перше, витримують велику кількість циклів заряду та розряду — приблизно 6-8 тисяч. Умовно, така батарея може прослужити 10-20 років.
Літій-іонні акумулятори теж різні. Є звичайні — легші на вагу, такі в компанії Михайла Ганчука використовують для зарядних станцій для військових, щоб бійці могли носити їх з собою. У приміщеннях такі блоки застосовувати не рекомендується, бо звичайні літій-іонні акумулятори можуть загорятись, і їх важко загасити.
Для побуту ж кращі батареї — літій-ферум-полімер, або залізофосфатні (LiFePO4). Це теж літій-іонні, але сучасніші, менше перегріваються, в них нижчий ризик займання чи вибуху. Крім того, у залізофосфатній батареї нема шкідливих для довкілля металів, як-от кадмій, свинець та ртуть. Ці батареї можна переробити й використати повторно.
Шум від станції
У станції є кулер, який її охолоджує. А в кулерах — вентилятори, що шумлять. Кулери вмикаються або періодично, або працюють постійно — залежно від потужності. Шумніше буде, або якщо під'єднати до зарядної станції більше приладів (більш як 400-500 Вт одночасно), або коли вона заряджається з розетки, тому що тоді сама бере багато потужності з мережі.
Вентилятори не можна нічим закривати, тому що пристрій перегріється й у кращому разі спрацює захист — запобіжне вимкнення, — а в гіршому разі зарядна станція згорить.
Система "вилка-вилка" — небезпечна
Систему "вилка-вилка" експерти виділяють як окрему тему, тому що це небезпечний спосіб, і разом з тим він популярний. Якщо вимикають централізоване енергопостачання, прилади — від ПК до холодильника — треба під'єднувати безпосередньо до зарядної станції. Технічно це не дуже зручно: приладів багато, станція одна, стоїть в якомусь одному кутку.
Тому почали робити дротову систему "вилка-вилка" — це дріт, у якого на обох кінцях вилка під розетку. Зі станції є вихід-розетка й у квартирі є розетка, найзручніша та найближча до станції. Перш ніж запускати всю цю саморобну систему, споживач вимикає вхідний автомат на квартирному щитку. Потім одну вилку вставляють в розетку в домі, іншу — в зарядну станцію. Так світло з’являється в усіх розетках квартири.
У такій системі є небезпека, наголошують експерти, зокрема й Михайло Ганчук. Якщо в такий спосіб включити блок у розетку і хтось випадково увімкне назад автомат на щитку або ви на час стабілізаційного відключення забудете його вимкнути, і пізніше в мережі з'являється енергія, виникнуть так звані зустрічні струми та вибухне і блок, і електропристрої, що під’єднані до нього.
Також висока імовірність ураження електричним струмом — не тільки якщо в мережу повернеться електрика, а й коли ви під’єднуєте "подвійну вилку" до блока живлення, бо з того боку — ще одна вилка зі струмом 220 вольтів і її не можна торкатися.
Сонячні станції
Отже, портативні зарядні станції, за словами Ганчука, — тактичне рішення. А стратегічне — мати таку саму станцію, але з можливістю зарядки від сонця, тобто з сонячною панеллю. Так споживач зможе заряджати акумулятори й зменшувати навантаження на енергосистему. Ще одна перевага цього варіанта — електроенергію можна мати довший час, вона буде навіть у хмарний день.
Наприклад, за дві несонячні години станція може виробити 1 кВт енергії: 700 кВт піде на заряджання станції, 300 кВт — на споживання від розетки чи USB тощо, пояснює Вадим Абрамов, очільник однієї з українських фірм зі встановлення сонячних панелей. Можна також придбати двосторонні панелі. До прикладу, з основного боку така вбиратиме 220 Вт, а зі зворотного — 115 Вт.
Вадим Абрамов каже, в офісі на пʼять ноутбуків, сервер, принтер та інші стандартні пристрої вистачає потужності двох панелей по 5 кВт — це 28 квадратних метрів поверхні такої станції. У квартиру, говорить експерт, ставлять панелі 1 кВт·год з акумулятором 5 кВт. Цього вистачає на телевізор, холодильник, автономне опалення. На балкон чи у вікно (є невеличкі панелі для вікон навіть на 1 поверсі без балкона) можна поставити гнучкі, розкладні панелі, по 200 Вт кожна.
Проте, з технічного погляду, за словами Михайла Ганчука, найкраще встановлювати панелі на дах, горизонтально під кутом 25 градусів на південь. І що їх більше, то краще.
Сонячні панелі вигідні й через "зелений тариф". Це спеціальна ціна, за якою держава купує енергію з відновлюваних джерел (гідроелектростанції, сонячні, вітрові або біостанції). Це робить держпідприємство "Енергоринок", а потім продає її енергопостачальним компаніям.
Чи потрібні дозволи на станції чи сонячні панелі
Оскільки сонячні панелі змінюють дизайн будинку, а отже, зачіпають спільну власність, дозвіл на їх встановлення мають видавати Об'єднання співвласників багатоквартирного будинку (ОСББ).
Якщо людина вирішила обійтися просто зарядною станцією, жодних дозволів не треба, бо фасад будинку не міняється. "Ми вмикаємо ДБЖ вже після лічильника. За законом, все, що до нього, — це господарство енергопостачальних організацій, а після — це вже ваше", — уточнює Михайло Ганчук.
Вітряки
Є ще вітроелектростанції. Їх робочий варіант — горизонтальний, бо для вітряка важлива площа перерізу ротораПлоща перерізу ротора вітроенергетичної установки визначається як площа кола, яке описують його лопатки під час руху. А ще — діаметр вітроколеса. Вітряк працюватиме за вітру від 2 до 10 м/с. На відміну від сонячних панелей він працює і вночі. Ці два відновлювальні джерела можна поєднати.
Але в Україні не надто сприятливий для вітрів клімат і рельєф, а собівартість вітрової енергії значно вища за сонячну — 6 грн за 1 кВт·год у вітряка проти 1 грн — 1,20 грн за 1 кВт·год у сонячних панелей. Тож це поки не поширене джерело альтернативної енергії.
Генератори
Завдяки цим пристроям працюють офіси, але у квартирах їх не можна встановлювати, хіба що у своєму будинку. Генератор мусить перебувати лише надворі, як мінімум за 6 метрів від стіни будівлі. У жодному разі не на балконі, не в коридорах/під’їздах багатоповерхівки. Бо це не лише пожежонебезпечно, а й шкідливо через чадні випари. Про безпечне поводження з генераторами Суспільне розповідало в окремому тексті. Тут розповімо про їхні типи та особливості.
Бензиновий — компактніший, тихший, стійкий до перенавантаження, дешевший (але до них дорожче пальне — бензин). З мінусів — кожні 5-8 годин його треба вимикати на 2 години для перепочинку.
Дизельний — споживає паливо на 20-30% менше, ніж бензиновий. Може довго працювати без перерви. Водночас найшумніший і коштує значно дорожче, ніж бензинові. Дизель також не любить низьких температурЄ три види "дизеля": літній, зимовий та арктичний. Перший використовується за плюсових температур. Другий — до -20°С. Третій — нижче -20°С, тож треба вчасно перемикати на зимовий вид палива.
Газовий — найменш розповсюджений тип і найбільш небезпечний. Деякі такі потребують газових балонів, а деякі — врізаються в газову магістраль. Існують також генератори, які можуть працювати як з бензином, так і з газом.
Інверторний (він працює теж від бензину) — найкомпактніший, має невелику вагу і габарити. Такі генератори найтихші. Завдяки подвійній конвертації видають стабільну вихідну напругу, що добре для чутливої електротехніки. Вони споживають менше пального, бо завдяки вбудованій електроніці не потрібна постійна велика кількість обертів. Якщо до такого генератора підключена лише лампочка — оберти знижуються до мінімуму, якщо під’єднується ще щось — електроніка розуміє та підіймає оберти. Такі генератори водночас найчутливіші до перенавантаження і мають невелику потужність.
Звичайні побутові генератори мають однофазні варіанти, професійні — трифазні, тобто не тільки 220 вольт, а й 400. Другі потрібні лише, якщо ви використовуватимете прилади, яким треба 400 вольт (наприклад, для електромобіля). Якщо ні, беріть однофазний.
Додатково в генератора може бути система захисту від перегріву, що не дасть йому вийти з ладу після досягнення межової температури — він сам вимикатиметься. Іншою зручною додатковою функцією є наявність електричного статора: запускати генератор можна ключем або кнопкою, а не смикати за тросик.
Генератору потрібне не лише пальне, а й мастило. Й оливу, і пальне не можна заливати під час роботи генератора. Після першого запуску треба дати йому 5-10 хв попрацювати "вхолосту", лише потім почергово під’єднувати пристрої.
Яка мінімальна потужність потрібна в домі
Немає якоїсь однієї цифри потужності для побутового споживача на годину чи добу. Так само не можна сказати, що ось стільки потрібно для квартири, а стільки — для приватного будинку. Рахувати слід індивідуально, бо кожен пристрій потребує певної потужності. Це написано в його характеристиках. Потужність обчислюється у ватах. Наприклад, комп’ютер у 100 Вт/год потребує потужності 100 ват — для роботи лише протягом однієї години.
Ще треба знати, що зарядні станції та акумулятори мають коефіцієнт корисної дії (ККД) — 80-85%. До прикладу, якщо на станції написано, що вона має потужність 1 кВт•год, її не вистачить рівно на 10 годин роботи пристрою, що має таку потужність. Буде менше.
Розрахувати, скільки станція реально даватиме потужності і як довго протримається, можна або у фахівців, або, наприклад, в онлайн-калькуляторах. Якщо рахуєте самостійно, треба скласти вати всіх пристроїв, які будете вмикати та додати зверху ще 20% на ККД.
Компанія Михайла Ганчука вигадала свою одиницю "медгест" — це мінімально достатня кількість електроенергії для однієї сім'ї в будинку чи квартирі з газовим опаленням: 2,5 кВт на добу. Така умовна середня має бути місткість у вашого акумулятора. 1-2 кВт потужності має бути в інвертора — нагадаємо, він перетворює напругу та йде завжди у зв’язці.
Котли, компресори, насоси, холодильники тощо (пристрої, які мають асинхронні двигуни) потребують більше потужності під час запуску. Це лише на кілька хвилин, потім пристрій споживатиме менше ват, але якщо зарядна станція не може дати необхідну потужність для запуску, прилад від неї не включиться.
Кілька порад для економії енергії
Ще в листопаді минулого року Укренерго радило, як економити електрику у квартирі. Ось низка порад, зокрема й від Михайла Ганчука:
- світлодіодна лампочка, а не розжарювання; індукційна, а не звичайна електроплита; користуватися мікрохвильовкою, а не звичайною плитою;
- вимкнути світло у приміщенні, яке не використовуєте;
- вимкнути кондиціонер/обігрівач, якщо в приміщенні теплі батареї/комфортна температура;
- кип’ятити лише потрібну кількість води в електрочайнику, а не повний чайник, і видалити в ньому накип;
- не вмикати одночасно кілька потужних електроприладів;
- перенести прання на ніч;
- тримати холодильник наповненим, він так краще зберігає холод;
- не залишати електроприлади в режимі сну, а вимикати їх;
- увімкнути світильник або настільну лампу замість люстри.