Аккумуляторные батареи

Сколько аккумуляторных батарей необходимо для бесперебойного энергопитания?
Конечно, лучше поручить данный расчет квалифицированному специалисту. Однако примерные цифры можно прикинуть самостоятельно.
Допустим, используется ВЭУ с выходом 24В постоянного тока. При этом 12-вольтовые аккумуляторы подключены параллельно выходу ВЭУ, по два последовательно.

Допустим, пиковое потребление энергии средней квартиры или дома составляет 3 кВт. Этот пик продолжается в течение 1 часа утром и 2 часов вечером. 
Во время пикового потребления нагрузка потребляет 3000Вт / 24В = 125А ток.
Значит, для поддержания питания в течение 2 часов необходимо иметь 125А х 2часа = 250А-часов емкость. 
Допустим, в магазине можно приобрести аккумуляторные батареи на 75А-часов. Тогда для покрытия пикового энергоснабжения необходимо 250А-часов / 75А-часов = 3.3 комплекта батарей (по 2 последовательно соединенных АКБ). Замечание: когда батареи соединены последовательно, емкость не меняется.

Однако батарею нельзя использовать более, чем на 80%. Следовательно, реальное количество батарей должно быть 3.3АКБ  / 0.8 = 4.1АКБ. 
КПД (эффективность) инвертора составляет обычно 85%, т.о. часть энергии уйдет на потери в этом приборе. Т.о. с учетом данных потерь необходимо иметь 4.1АКБ  / 0.85 = 5АКБ.
Т.о. для бесперебойного энергопитания данного потребителя необходим комплект из 5 х 2 = 10 аккумуляторных батарей.
Совсем не нужно пугаться этого количества батарей. Во-первых, это небольшие деньги - около 10 тыс.руб, $380 или 300 Евро - и не надо никогда платить за электричество! Во-вторых, объем не такой уж большой, особенно если речь идет о загородном доме. И, наконец, существуют крупные дорогие батареи, которые в количестве 1-2 шт. могут заменить все 12 обычных автомобильных аккумулятора. На основании данных расчетов можно самостоятельно подсчитать необходимое количество аккумуляторов в соответствии с пиковыми потреблениями, характерными для конкретного жилища или офиса. 

Во время минимального потребления (днем и ночью) при наличии ветра ВЭУ будет заряжать аккумуляторы. Скорость зарядки батарей зависит от мощности, вырабатываемой ВЭУ, а значит, от силы ветра. 
Можно легко посчитать, что ВЭУ-3 на скорости ветра 6 м/сек будет выдавать 0.7 кВт/час, или 0.7кВт х 12час = 8.4кВт за день и столько же за ночь, что достаточно для утренних и вечерних пиковых потреблений. 

Тем не менее, понятно, что чудес не бывает и в любом месте Земного шара существуют безветренные дни. Конечно, весьма неэкономично для нескольких дней в году приобретать более крупную ВЭУ или большее число аккумуляторов. Для большинства людей простейшим решением может служить бережное, экономичное потребление энергии в такие дни. А для тех, кто не хотел бы экономить, необходимо выяснить среднегодовую продолжительность максимального количества безветренных дней и посчитать необходимое количество аккумуляторов, или приобрести соответствующую установку. 
Допустим, максимальный промежуток безветренных дней в году в конкретном регионе составляет 5 дней летом (при потреблении 10 кВт-час в сутки) и 3 дня зимой (при потреблении 20 кВт-час в сутки). Конечно, необходимо взять для расчетов зимний период, т.к. энергопотребление более высокое. Т.о. 3 дня х 20кВт-час в сутки = 60 кВт-часов. Для того, чтобы получить 60 кВт-часов, необходимо иметь в запасе 60.000 ватт / 24 вольт = 2500 Ампер-часов. Однако батарею нельзя использовать более, чем на 80%. Следовательно, реальный запас электроэнергии должен быть 2500Ампер-часов / 0.8 = 3125Ампер-часов. КПД (эффективность) инвертора составляет обычно 85%, т.о. часть энергии уйдет на потери в этом приборе. Т.о. изначально необходимо иметь 3125Ампер-часов / 0.85 = 3680Ампер-часов. Обычный автомобильный аккумулятор средней мощности имеет емкость 75 ампер-часов. Это означает, что необходимо иметь 3680Ампер-часов / 75Ампер-часов = 50 комплектов аккумуляторных батарей (или 100 АКБ). Как видно из расчетов, такое количество батарей хоть и решит проблему энергоснабжения, но потребует более крупную ВЭУ, чтобы осуществить зарядку батарей до наступления пика потребления. А это выливается в серьезные денежные затраты. Так не лучше ли всего лишь 3-5 дней в году пожить в экономичном режиме?

Необходимо заметить, что аккумуляторы обладают свойством остаточной ёмкости. Т. е., например, используя аккумулятор 75 А/ч, можно включить электроплиту мощностью 1 кВт в течении 40 мин., после чего инвертор отключится. Если уменьшить нагрузку до 500 Вт (подключить, к примеру, телевизор) - можно получать энергию ещё столько же! Затем можно подключить 300 Вт-ную дрель, а потом 130 Вт-ный краскопульт, далее 60 Вт-ный паяльник и, наконец, 30 Вт-ную лампочку. Но даже в этом случае невозможно "вычерпать" свыше 80% от максимальной ёмкости аккумулятора. "Вычерпывание" 100% не рекомендуется, т. к. ресурс аккумулятора в этом случае сокращается. Из вышеприведенного примера совсем не следует что эти (и другие) нагрузки нельзя включить все сразу. Просто количество времени, которое будут работать все одновременно включенные приборы, будет меньше.

Рекомендуется покупать полностью необслуживаемые аккумуляторы. И дело здесь не только в том, что отпадает необходимость периодически проверять электролит и доливать дистиллированную воду (в обслуживаемые АКБ рекомендуется доливка дистиллированной воды хотя бы раз в месяц, в малообслуживаемом аккумуляторе для контроля уровня электролита и доливки воды сохранены пробки, однако контроль уровня и его корректировку достаточно осуществлять раз в год). Широко распространенные кислотные аккумуляторы, выполненные по классической технологии, доставляют много хлопот и оказывают вредное влияние на людей и аппаратуру. Они наиболее дешевы, но требуют дополнительных затрат на их обслуживание, специальных помещений и персонал. Наиболее удобными и безопасными из кислотных аккумуляторов (особенно, для эксплуатации в помещении) являются абсолютно необслуживаемые герметичные аккумуляторы.