Для расчёта мощности домашнего инвертора нужны четыре исходных параметра: список нужных приборов, какие из них работают одновременно, наибольшая пусковая мощность двигателя и достаточный запас над расчётной нагрузкой. Номинальная мощность должна покрывать одновременную рабочую нагрузку, а пиковая, самый тяжёлый пуск. Если в технических данных указано кВА, переведите его в реальные кВт по указанному коэффициенту мощности. Этот расчёт определяет мощность, а не время работы аккумулятора.
Краткий ответ
Для длительной мощности сложите рабочие мощности одновременных нагрузок и предусмотрите запас с учётом условий эксплуатации и документации оборудования. Для запуска одного двигателя сложите его полную пусковую мощность с рабочей мощностью остальных приборов: рабочую мощность этого двигателя повторно не добавляйте. Если возможен одновременный запуск нескольких устройств, проверяйте именно этот сценарий. Сопоставьте величину и длительность пуска с характеристикой перегрузки инвертора и возможностями аккумулятора.
| Входные данные | Что записать | Что это определяет |
|---|---|---|
| Список приборов | Мощность по шильдику или вольты × амперы | Исходный список нагрузок |
| Одновременная нагрузка | Приборы, которые могут работать одновременно | Минимальная номинальная мощность |
| Пусковая мощность | Наибольшая пусковая мощность двигателя или компрессора | Требуемая пиковая мощность |
| Запас и коэффициент мощности | Запланированный запас; кВт = кВА × коэффициент мощности | Итоговая номинальная мощность инвертора |
Хотите проверить расчёт перед сравнением моделей? Открыть калькулятор резервного питания и добавьте приборы, которые должны работать одновременно.
Цифра, на которой спотыкаются все: длительная мощность против пиковой
У каждого инвертора есть две цифры мощности, а покупатели читают только первую.
Длительная мощность (указывается в кВт или кВА) является нагрузкой, которую инвертор выдерживает целый день, каждый день. Это та самая главная цифра в характеристиках, и она должна покрывать сумму всего, что работает одновременно.
Пусковая / пиковая мощность является кратковременной перегрузкой, которую инвертор выдерживает несколько секунд, чтобы раскрутить двигатель, обычно в 1,5–2 раза выше длительной мощности. Именно эта цифра решает, запустится ли на самом деле ваш холодильник, и именно о ней умалчивает реклама. Причина чисто физическая: компрессор холодильника, водяной или скважинный насос в момент включения тянут большой пусковой ток, в несколько раз больше рабочего, и этот профильный инженерный курс о пусковых токах двигателей объясняет почему. Инвертор, рассчитанный только на рабочую мощность, увидит этот скачок и отключится, чтобы защитить себя. Значит, вы рассчитываете сразу две вещи: длительную мощность под рабочую нагрузку и пиковый запас под пуск самого крупного двигателя.
Как рассчитать мощность инвертора за четыре шага
Шаг 1: составьте перечень нагрузок
Расчёт начинается с перечня, а не с предположения. Выпишите каждый прибор, который инвертор должен питать во время отключений, и рядом его рабочую мощность в ваттах.
Мощность прибора узнают двумя способами. Проще всего посмотреть заводскую табличку: у большинства приборов мощность нанесена снизу, сзади или на наклейке, а ещё её можно посчитать, умножив напряжение на потребляемый ток в амперах (например, надпись «230 В, 2 А» означает примерно 460 Вт), как объясняет руководство FEMP Министерства энергетики США в своём материале. Всегда отдавайте предпочтение табличке собственного прибора; ниже приведены лишь типичные диапазоны для ориентира.
| Прибор (для примера) | Типичная рабочая мощность |
|---|---|
| LED-освещение (на комнату) | 10–60 Вт |
| Wi-Fi-роутер и ONT | 8–25 Вт |
| Телевизор | 50–400 Вт |
| Ноутбук | 30–90 Вт |
| Холодильник (в работе, не при пуске) | 100–800 Вт |
| Микроволновая печь | 600–1 200 Вт |
| Электрочайник | 1 500–2 200 Вт |
| Стиральная машина | 400–1 400 Вт |
| Водяной или скважинный насос (в работе) | 250–1 100 Вт |
Ключевое слово здесь: одновременно. Вы не складываете всё, что у вас есть; вы складываете только то, что реально работает одновременно. Чайник и микроволновая печь редко включаются вместе со стиральной машиной в режиме нагрева воды, поэтому честно оцените свой реальный режим. Сумма нагрузок, которые действительно работают одновременно, и есть ваш минимум по длительной мощности.
Шаг 2: пусковой бросок, проблема двигателей
Теперь разберёмся с цифрой, из-за которой отключаются инверторы. Всё, что имеет электродвигатель, относится к индуктивной нагрузке, а индуктивные нагрузки в момент пуска потребляют не свою рабочую мощность. У них возникает короткий бросок тока. На инженерном языке это ток заторможенного ротора: бросок, который двигатель потребляет в момент включения, ещё до раскручивания, и для стандартных асинхронных двигателей он может в 6–10 раз превышать ток полной нагрузки, и этот профильный инженерный курс о нагрузках двигателей приводит конкретные цифры. Современные компрессоры и схемы плавного пуска смягчают это, поэтому цифра, по которой вы считаете (пусковая мощность с таблички прибора), обычно меньше кратности по току и превышает рабочую мощность примерно в 2–3 раза на долю секунды пуска, что согласуется с опубликованными данными о рабочей и пусковой мощности.
В доме так ведут себя приборы с двигателями или компрессорами:
- холодильники и морозильные камеры (компрессор),
- водяные, скважинные и циркуляционные насосы,
- стиральные машины (двигатель барабана),
- электроинструмент и двигатели в мастерской.
Чисто активные нагрузки (LED-светильники, чайник, большая часть электроники) практически не имеют пускового броска; их рабочая мощность и есть полное потребление.
Правило расчёта, которое из этого следует, простое, и это то же правило, по которому подбирают резервные генераторы: сложите рабочую мощность всего, что работает вместе, а сверху добавьте пусковой бросок самого крупного двигателя. Пусковой бросок добавляют только один, потому что вероятность, что два крупных двигателя запустятся в один и тот же момент, низкая, а расчёт на одновременный пуск всех двигателей сильно завысил бы требуемую мощность. Пиковая (пусковая) мощность инвертора должна перекрывать этот один худший пуск; длительная мощность должна выдерживать только суммарную рабочую мощность.
Шаг 3: коэффициент мощности и кВА против кВт
Ещё одна цифра меняет арифметику, когда мощность инвертора указана в кВА, а не в кВт. Это не одно и то же. Активная мощность в киловаттах (кВт) и есть та мощность, что выполняет работу. Полная мощность в киловольт-амперах (кВА) равна произведению напряжения на ток и всегда равна активной или превышает её. Связь между ними задаёт коэффициент мощности: он равен активной мощности, делённой на полную, поэтому кВт равны кВА, умноженным на коэффициент мощности, как объясняет Fluke в своём обзоре.
На практике это означает, что инвертор, заявленный, скажем, как 5 кВА, не обязательно выдаёт 5 кВт рабочей мощности. Если его номинальный коэффициент мощности равен 0,8, реальная отдача равна 5 кВА × 0,8, то есть 4 кВт. Индуктивные нагрузки (те же двигатели) снижают коэффициент мощности, и именно поэтому цифра в кВА способна приукрасить спецификацию. Отсюда два практических правила: проверять, в чём указана мощность, в кВт или кВА, и, если в кВА, умножать на указанный коэффициент мощности, прежде чем сравнивать с вашим перечнем нагрузок в ваттах. Сравнивайте сопоставимые величины.
Шаг 4: запас мощности и будущие нагрузки
Рассчитанный минимум задаёт нижнюю границу, а не цель. Инвертор, который постоянно работает на полной мощности, не имеет запаса ни на нагрузку, о которой вы забыли, ни на жаркий день, снижающий его отдачу, ни на прибор, который вы купите в следующем году. Добавьте запас сверх рабочей суммы, чтобы инвертор в обычном режиме работал заметно ниже своего потолка. Если вы уже знаете, что позже добавите кондиционер, второй насос или солнечную зарядку, внесите их в перечень сразу; посчитать один раз значительно дешевле, чем менять инвертор, который стал слишком маленьким.
Формула расчёта с разобранным примером
Если сложить четыре шага вместе, получается метод, который легко пройти на бумаге:
Шаг A. Нужная длительная мощность
= (сумма рабочей мощности всех одновременных нагрузок) × коэффициент запаса
Шаг B. Нужная пиковая мощность
= (сумма рабочей мощности минус рабочая мощность запускающегося прибора)
+ (пусковая мощность этого одного самого крупного прибора)
Шаг C. Если в спецификации мощность указана в кВА
полезная активная мощность (кВт) = кВА × коэффициент мощности
(значит, требуемые кВА = требуемые кВт / коэффициент мощности)Разобранный пример с условными круглыми цифрами (вместо них подставьте числа с собственных табличек):
| Нагрузки, работающие одновременно | Рабочая мощность | Пусковая мощность |
|---|---|---|
| LED-освещение, несколько комнат | 200 | 200 |
| Wi-Fi-роутер и ONT | 20 | 20 |
| Телевизор | 150 | 150 |
| Холодильник | 200 | 600 |
| Водяной насос | 800 | 2,000 |
| Итого в работе | 1 370 Вт |
Шаг A, длительная мощность: итого в работе получается около 1 370 Вт. С учётом запаса длительная мощность примерно в 2 кВт спокойно держит эту ежедневную нагрузку.
Шаг B, пиковая мощность: при запуске насоса рабочая мощность остальных приборов равна 1 370 − 800 = 570 Вт. С пусковой мощностью насоса 2 000 Вт суммарно получается 2 570 Вт. Это пример запуска одного двигателя при уже работающих остальных нагрузках. Для выбора инвертора нужно проверить, выдерживает ли он такую нагрузку в течение фактического времени запуска; одной номинальной мощности или общего обещания «двойного пика» недостаточно.
Шаг C, единицы: если инвертор, который вы сравниваете, промаркирован в кВА при коэффициенте мощности 0,8, то аппарат на 3 кВА выдаёт около 2,4 кВт активной мощности, и это с разумным запасом превышает требование в 2 кВт длительной мощности.
Приведённые цифры иллюстрируют метод и не служат рекомендацией для вашего дома. Пройдите те же три шага, подставив мощности с табличек ваших приборов, и нужная мощность вычислится сама.
Чего этот расчёт не охватывает
Это руководство рассчитывает мощность, то есть киловатты, которые инвертор способен выдать в один момент. Оно сознательно не рассчитывает двух других вещей, потому что именно на этой путанице чаще всего спотыкаются новички:
- Сколько времени проработает система (длительность работы), определяется совсем другой цифрой. Время автономной работы измеряют в часах. Энергию аккумулятора измеряют в киловатт-часах (кВт·ч), а мощность (кВт) показывает, какую нагрузку можно питать одновременно. Время работы зависит от доступной для использования энергии, нагрузки и потерь. Расчёт времени работы описан в нашем руководстве покупателя аккумуляторов LiFePO4, которое дополняет эту статью.
- Какой тип инвертора вам нужен (гибридный, автономный или сетевой), определяют отдельно; наше сравнение типов инверторов поможет разобраться в этом вопросе.
- Безопасное подключение инвертора описано в нашем руководстве «Что нужно знать о безопасном подключении инвертора».
- Полный обзор выбора, восемь характеристик помимо мощности, которые определяют качество, находится в нашем руководстве покупателя гибридных инверторов, в состав которого входит эта статья о расчёте.
Напоследок о безопасности, и это касается всего сказанного выше: гибридный инвертор стационарно подключают к домашней электросети и к щиту критических нагрузок, поэтому и монтаж, и оформление документов на подключение к сети с вашим оператором системы распределения (облэнерго) должен взять на себя квалифицированный электрик с допуском к работам в электроустановках. Мощность рассчитайте сами; монтаж оставьте специалисту.
Частые вопросы
Как рассчитать, инвертор какой мощности мне нужен?
Выпишите каждый прибор, который должен работать во время отключений, и рядом его рабочую мощность с таблички или из произведения вольт на амперы. Сложите только те, что работают одновременно; эта сумма плюс запас и есть ваша минимальная длительная мощность. Затем найдите один прибор с самым большим пусковым броском, обычно это двигатель холодильника или насоса, и убедитесь, что пиковая мощность инвертора покрывает этот пуск сверх рабочей нагрузки. Если мощность указана в кВА, умножьте её на коэффициент мощности, чтобы получить реальные кВт.
Почему мой инвертор отключается, когда запускается холодильник или насос?
Потому что в момент пуска двигатель на долю секунды тянет большой пусковой ток, в несколько раз больше рабочего. Инвертор, рассчитанный только на рабочую мощность, видит этот всплеск и отключается, чтобы защитить себя. Решение состоит в том, чтобы подобрать пиковую (пусковую) мощность инвертора под пуск вашего самого крупного двигателя, а не только под рабочую нагрузку. Именно поэтому пиковая цифра в спецификации значит не меньше длительной.
Длительная и пиковая мощность: в чём разница?
Длительная мощность является нагрузкой, которую инвертор выдерживает целый день, то есть главной цифрой в характеристиках, в кВт или кВА. Пиковая (пусковая) мощность является кратковременной перегрузкой, обычно в 1,5–2 раза выше длительной, которую инвертор выдерживает несколько секунд, чтобы запустить двигатель. Вам нужно достаточно длительной мощности под ежедневную рабочую нагрузку и достаточно пиковой под пуск самого крупного двигателя. У аппарата может быть с избытком одной мощности и не хватать другой.
Что такое коэффициент мощности и почему кВА не равны кВт?
Активная мощность (кВт) и есть та мощность, что выполняет работу; полная мощность (кВА) равна произведению напряжения на ток и всегда равна активной или превышает её. Коэффициент мощности и есть отношение между ними, поэтому кВт равны кВА, умноженным на коэффициент мощности. Инвертор на 5 кВА с коэффициентом мощности 0,8 выдаёт около 4 кВт активной мощности. Сравнивая инверторы, смотрите, в чём указана мощность, в кВт или кВА, и переводите кВА в кВт через коэффициент мощности, прежде чем сопоставлять с вашим перечнем нагрузок.
Говорит ли мощность инвертора, как долго мой дом продержится во время отключения?
Нет. Эти величины важно различать. Мощность инвертора (кВт) показывает, какую нагрузку можно питать одновременно. Время автономной работы измеряют в часах. Оно зависит от доступной для использования энергии аккумулятора (кВт·ч), нагрузки (кВт) и потерь в системе, а не только от мощности инвертора. Здесь подбирайте инвертор по мощности, а аккумулятор на нужное время работы рассчитывайте отдельно.
Стоит ли просто купить самый большой инвертор на всякий случай?
Нет. Слишком большой инвертор стоит дороже, а у многих инверторов КПД минимален именно тогда, когда работают на малой доле своей мощности, поэтому очень крупный аппарат под малой нагрузкой тратит энергию впустую. Считайте по реальной одновременной нагрузке плюс разумный запас плюс пусковой бросок самого крупного двигателя. Этого достаточно для безопасности и без переплаты за мощность, которой вы никогда не воспользуетесь.
Правильный следующий шаг
Расчёт мощности инвертора короткий: сложите рабочую мощность приборов, которые работают одновременно, добавьте пусковой скачок самого крупного двигателя, переведите кВА в кВт по коэффициенту мощности и добавьте запас. Сделайте это по данным с шильдиков ваших приборов, и нужная номинальная мощность перестанет быть догадкой. Открыть калькулятор резервного питания чтобы проверить список нагрузок, а затем сравните результат с номинальной и пиковой мощностью в технических данных модели. Помните, что этот расчёт определяет только мощность; аккумулятор определяет время работы, поэтому читайте его вместе с нашим руководстве по расчёту времени работы от аккумулятора. Чтобы получить полную картину выбора, перейдите к материалу «Как выбрать гибридный инвертор» , это основной материал, частью которого является эта статья. Чтобы посмотреть согласованные инверторы и системы накопления, включая оборудование на нашем складе в Одесской области для быстрой местной поставки, откройте наш ассортимент продукции. Для более широкой картины по резервированию откройте руководство по резервному питанию для всего дома, а если вы взвешиваете аккумуляторную систему против топливного генератора, смотрите аккумулятор против дизельного генератора. Если вы дилер или монтажник, обслуживающий клиентов в Украине, наша страница для партнёров объясняет, как сотрудничать с нами.