Під час відключень багато хто намагається зібрати резерв «з того, що є»: зняти стартерний АКБ з машини, зарядити, під'єднати до інвертора та отримати кілька годин світла та інтернету. Паралельно зростає інтерес до проєктів на кшталт "уживаний акумулятор електромобіля як павербанк для дому". Здається, що це простий і дешевий спосіб зібрати невелику автономну сонячну станцію 3 кВт чи тимчасовий резерв. Насправді все працює інакше, і зазвичай погано. Люди стикаються з тим, що заряд не тримається, батарея гріється, відключається інвертор, і виникає типове питання: чому інвертор не заряджає акумулятор, якщо це начебто така ж батарея.
Розберімось, чи можна заряджати автомобільний акумулятор у квартирі та використовувати його як джерело резервного живлення.
Чим стартерний акумулятор відрізняється від домашньої батареї
Свинцево-кислотний автомобільний АКБ спочатку спроєктовано під один сценарій: запустити двигун.
У його завдання входить:
-
видати дуже високий пусковий струм кілька секунд;
-
майже не розряджатися глибоко;
-
більшість часу перебувати у зоні 90-100 % заряду.
І працювати під капотом, де є постійний приплив повітря та акумулятор відокремлений від салону.
Чи врятує свинцевий акумулятор у квартирі якщо під'єднати його до інвертора
Стаціонарний акумулятор для СЕС або комплекту резервного живлення для дому регулярно розряджають на десятки відсотків ємності за один цикл, він повинен витримувати сотні та тисячі таких циклів на рік, довго і рівно віддавати потужність і працювати в приміщенні, поряд з людьми.
Стартерний АКБ не розрахований на глибокі цикли. В автомобілі він може швидко зарядитися від генератора та тримати напругу у вузькому діапазоні. Але якщо занести акумулятор додому і під'єднати до інвертора, він буде змушений працювати в зоні 20-80% заряду і заряджатися від інвертора тривалими циклами. Для нього це нештатний режим, який пришвидшує зношування.
Якщо регулярно розряджати його до 20-30%:
-
активна маса пластин починає обсипатися;
-
зростає внутрішній опір;
-
місткість помітно падає вже через лічені десятки циклів.
На практиці перші 1-2 тижні він ще «тримає», потім час автономії різко скорочується, інвертор вимикається за меншого навантаження, заряд тримається все гірше. В результаті втрачається сенс такого резерву: він перестає давати прогнозовану автономію.
Ще один мінус: автомобільний акумулятор у житловому приміщенні – Це джерело факторів, під які квартира не розрахована: при зарядці й особливо при перезаряді він може виділяти випаровування водню та аерозолі електроліту, а в закритому просторі це не просто хімічний запах, а ризик хронічного отруєння токсичними продуктами. Плюс є пряма небезпека вибухонебезпечної суміші при поганому контакті
Багато хто запитує про те, чи небезпечно заряджати акумулятор вдома, і не дарма. До перерахованого додається ймовірність підтікань кислоти, короткого замикання на клемах при випадковому контакті й банального перегріву без нормальної вентиляції. Зберігати АКБ у гаражі, техприміщенні чи хоча б на відкритому балконі ще можна. Але якщо питання в тому, чи можна тримати акумулятор вдома, відповідь – тільки тимчасово і лише у нежитловій зоні.
Загалом свинцеві акумулятори взагалі давно використовувалися в домашніх та комерційних системах резервного живлення. Але це не стартерні, а стаціонарні моделі глибокого розряду (GEL, AGM, OPzS). Особливої шкоди від акумулятора у квартирі немає, якщо мова про такі пристрої. Але сьогодні вони витісняються літій-залізо-фосфатними батареями: вони легші, живуть довше та вимагають меншого обслуговування.
Чому ринок уникає свинцю і в яких випадках він все ще доречний, детально розбираємо в блозі Atmosfera. Там також можна дізнатися про проєкти сонячної енергетики: від розрахунку сонячних батарей для приватного будинку до вибору ділянки та умов отримання грантової підтримки на будівництво СЕС.
Що щодо акумуляторів від електромобілів?
Тут все складніше та неоднозначніше. Літій-іонні модулі NMC/NCA з Tesla, Nissan Leaf, BMW i3 та інших електромобілів дійсно мають:
-
велику ємність (десятки кВт·год);
-
високу густину енергії;
-
зрозумілий залишковий ресурс після експлуатації авто.
Частина компаній на українському ринку пропонує перероблювання таких акумуляторів у стаціонарні ESS або системи типу автономної сонячної станції 5 кВт: додають майстер-BMS, підключають до гібридних інверторів, заявляють потужність 10-20 кВт та автономію будинку до трьох діб. У рекламних описах часто наголошуються:
-
висока ємність при компактних габаритах;
-
ресурс (умовні 1000-1500 циклів після автомобіля);
-
менша ціна за 1 кВт·год порівняно з новими ESS;
-
можливість зробити «павербанк для дому» з наявної батареї.
З інженерного погляду ідея зрозуміла: батарея, яка для електромобіля вже сіла на 20-30%, в режимі рідкісних циклів стаціонарного резерву ще може попрацювати. Але є важливі нюанси щодо того, чи можна заряджати акумулятор у квартирі, якщо йдеться про NMC/NCA.
Хімія та режим роботи
Більшість таких АКБ – це літій-іонні NMC/NCA-модулі:
-
з високою питомою енергією;
-
чутливі до перегріву та перерозряду;
-
що вимагають точного дотримання алгоритмів заряду та розряду.
В електромобілі вони живуть у дуже контрольованому середовищі: штатна BMS стежить за кожним елементом, охолодження розраховане інженерами, режими заряду та розряду задані виробником. При перенесенні цієї батареї в будинок всю цю «парасольку безпеки» потрібно відтворити з нуля. Якщо помилитися з налаштуваннями, прошивкою, струмами або температурою, модуль із передбачуваного девайса перетворюється на ризикований експеримент.
BMS та майстер-BMS
Щоб "подружити" батарею електромобіля з побутовим інвертором, ставлять майстер-BMS – контролер-перекладач між автомобільним АКБ та інвертором. Він читає дані штатної BMS (напруга, струм, температуру, SOC), передає інвертору зрозумілі команди й не дає модулю піти у небезпечні режими.
Це в рази безпечніше, ніж безпосередньо підключати тяговий модуль. Але навіть із майстер-BMS такий проєкт не стає аналогом нормального домашнього LiFePO₄-накопичувача.
Питання про те, чи можна заряджати автомобільний акумулятор у такому разі спірний: в EV-модулів NMC/NCA залишаються свої особливості: висока чутливість до перегріву та перерозряду, жорсткіші вимоги до алгоритмів заряду, різке відсічення захисту. Плюс це високовольтна збірка на сотні вольт постійного струму, а значить потрібні правильні автомати, запобіжники, проводи потрібного перерізу, заземлення, закритий корпус та розрахунок теплового режиму. Помилка в обв'язці або налаштуваннях – і модуль може раптово піти в захист, перегрітися або прискорено деградувати, а інвертор отримає кидки по DC-шині.
Для порівняння, стаціонарний LiFePO₄ від початку розрахований на будинок: він працює на безпечніших напругах, терпиміше до режимів, має передбачувані криві заряду/розряду та ресурс у кілька тисяч циклів саме у стаціонарних сценаріях. Там BMS та захист не «добудовуються», а вже є частиною сертифікованої системи.
Як «невідповідний» акумулятор впливає на інвертор та техніку
Питання стосується не тільки того, чи шкідливо заряджати автомобільний акумулятор вдома, але й того, чи готові ви ризикнути технікою.
Стартерний АКБ дає різкі просідання за напругою під навантаженням. Інвертор намагається компенсувати це збільшенням струму, сильніше гріє силові ключі й трансформатор. Це знижує його ресурс.
Літієвий модуль від електромобіля без коректно налаштованої BMS може в будь-який момент відключитися за захистом. Для інвертора це виглядає як обрив, і по шині постійного струму проходять кидки. Тому спроби «спростити» схему та підключати модулі безпосередньо до роутерів, освітлення чи насосів створюють масу проблем – особливо якщо йдеться про ситуації, коли користувач просто заніс АКБ у квартиру і навіть не замислився, чи можна заряджати АКБ вдома безпечно у звичайній житловій кімнаті.
Напруга автомобільного АКБ гуляє від 11 до 14,4, а побутова електроніка на це не розрахована. При 14+ можна спалити контролер, при просіданні пристрої перезавантажуються. Літієві модулі можуть вимикатися різко, без плавного відсікання.
Висновок від Atmosfera
Стартерні свинцеві АКБ та модулі від електромобілів від початку спроєктовані під інші режими: короткий пуск двигуна або тягову роботу з контрольованим охолодженням та штатною BMS. У квартирі чи приватному будинку вони опиняються у невідповідному середовищі: без нормальної вентиляції, без заводських сценаріїв захисту, з нестабільними режимами розряду та саморобною обв'язкою.
Відповідь на запитання, чи шкідливо заряджати акумулятор у квартирі однозначна: страждає ресурс батареї, надійність інвертора та рівень пожежної безпеки, а зарядка при цьому протримається зовсім недовго.
Якщо потрібний довгостроковий резерв або повноцінна робота СЕС, краще ставити LiFePO₄-накопичувачі із сертифікованою BMS, нормальними циклами 6000+ циклів, передбачуваною поведінкою та зрозумілими умовами монтажу.
