Ват-години й вати: що насправді означають цифри на коробці

На коробці станції написано два великих числа. Одне з них завищене приблизно на чверть, друге тримається лічені секунди. Розберемо, звідки вони беруться і що з них залишається вам.

Зарядні станціїОновлено 9 вересня 20267 хв читання

Коротка відповідь

• Ват-години (Вт·год) – це запас енергії. З них до розетки доходить приблизно 75–80%.
• Вати (Вт) – це швидкість віддачі. Тривала потужність обмежує, що можна ввімкнути; пікова тримається секунди.
• Ампер-години (А·год) без указаної напруги не означають нічого і в характеристиках станцій зустрічаються переважно для плутанини.
• Режими підвищення потужності знижують напругу на виході. Вони рятують праску і не рятують насос.

Звідки береться число на коробці

Ємність станції рахують за комірками. Наприклад, складання з 32 літій-залізо-фосфатних комірок по 3,2 В і 10 А·год дає:

32 × 3,2 В × 10 А·год = 1024 Вт·год

Саме тому в характеристиках так часто трапляються дивні числа на кшталт 1024, 512 або 2048: це не маркетингова гра в двійкові степені, а прямий добуток параметрів складання.

Проблема в тому, що 3,2 В – це усереднена напруга комірки за цикл розряду, а 10 А·год вимірюють у лабораторії за температури близько 25 °C і невеликим струмом. Ваша станція взимку на балконі, під навантаженням 500 Вт, віддасть менше. Це нормально і закладено в стандарти вимірювання, але про це рідко пишуть.

Три відбирачі між коміркою і розеткою

Вікно BMS

Система керування батареєю не дає розрядити комірки до нуля і зарядити до фізичної межі: і те, і те різко скорочує ресурс. Тому реально доступний діапазон вужчий за повний. Для LiFePO4 у побутових станціях це зазвичай 85–95% номіналу.

Виробники ставляться до цього по-різному. Одні пишуть на коробці номінал комірок, інші – уже обрізану корисну ємність. Другий підхід чесніший, але виглядає гірше в порівняльних таблицях, тому зустрічається рідше.

ККД інвертора

Інвертор перетворює постійний струм батареї на змінні 220 В. Це перетворення не буває безкоштовним: частина енергії йде в тепло на транзисторах і трансформаторі. Типовий ККД для чистої синусоїди – 85–92%, і він залежить від навантаження. На 20–60% номіналу інвертор працює найкраще, на дуже малому навантаженні ККД падає до 55–75%.

Власне споживання

Плата керування, дисплей, вентилятор і схема балансування живляться від тієї самої батареї. Це 5–20 Вт залежно від моделі і режиму. При навантаженні 500 Вт це похибка, при навантаженні 15 Вт це третина всього відбору.

Тривала потужність і пікова

Тривала (номінальна) потужність – це те, що інвертор тримає скільки завгодно довго, поки не перегріється. Пікова – те, що він витримує кілька секунд або часток секунди.

Різниця потрібна не для реклами, а для реальної фізики: усе, що має електродвигун або компресор, у момент старту просить у 3–5 разів більше за свій номінал. Холодильник із наліпкою «120 Вт» коротко тягне 500–700 Вт. Інвертор із запасом за піком це переживає, без запасу – вимикається за захистом.

X-Boost і подібні режими: що вони роблять насправді

Багато станцій мають режим, який дозволяє живити прилад із потужністю більшою за номінал інвертора. Називають його по-різному, суть скрізь однакова: інвертор знижує вихідну напругу, наприклад із 220 В до 160–180 В.

Чому це працює. Для чисто резистивного навантаження (нагрівальний елемент, лампа розжарювання) потужність дорівнює U² ÷ R. Опір спіралі не змінюється, тому зниження напруги на 20% зменшує споживану потужність приблизно на 36%. Праска на 1800 Вт стає праскою на 1150 Вт: гріє повільніше, але працює і не перевантажує інвертор.

Чому це не працює з двигунами. Асинхронний двигун не є резистором. Йому потрібна певна механічна потужність на валу, і він бере рівно стільки струму, скільки для цього треба. Знижена напруга означає:

• Падіння моменту. Момент асинхронного двигуна пропорційний квадрату напруги. При 180 В замість 220 В момент падає приблизно до 67% номінального. Компресор під тиском може просто не зрушити.
• Зростання струму. Щоб віддати ту саму механічну потужність, двигун збільшує струм. Обмотки гріються сильніше, ізоляція старіє швидше.
• Ризик заклинювання. Двигун, який не зміг розкрутитися, залишається в режимі короткого замикання обмотки. Це найважчий для нього стан.

Чому це не працює з імпульсними блоками живлення. Сучасна електроніка (ноутбук, телевізор, зарядка, плата котла) має блок живлення, який тримає постійну вихідну потужність. Знижуєте вхідну напругу – він пропорційно збільшує вхідний струм. Навантаження на інвертор не зменшується взагалі, а при досить низькій напрузі блок просто вимикається за захистом.

Практичний висновок: режим підвищення потужності – корисна аварійна функція для нагрівальних приладів і безглузда для всього, що крутиться. Купувати станцію, розраховуючи на цей режим для насоса чи холодильника, не варто.

Ампер-години і чому їх краще перевести

Іноді ємність станції вказують в ампер-годинах. Само собою це число нічого не означає: 20 А·год при 12 В і 20 А·год при 48 В відрізняються за енергією вчетверо.

Вт·год = А·год × напруга батареї (В)

Якщо напруга не вказана, характеристика непридатна для порівняння. Це не завжди навмисна маніпуляція: у світі акумуляторів ампер-години історично звичніші. Але при виборі станції завжди переводьте все у ват-години.

Як порівнювати дві моделі чесно

Якщо ці кроки здаються надмірними, скористайтеся коротшою інструкцією у матеріалі як обрати зарядну станцію, а таблицю пускових коефіцієнтів для конкретних приладів дивіться у розділі про пускові струми. Порівняння з іншим класом джерел – у матеріалі про генератори.