Портативная электростанция: как рассчитать ёмкость и мощность

Что такое портативная электростанция и какой она бывает

Портативная электростанция — аккумулятор большой ёмкости в одном корпусе с инвертором, контроллером заряда и набором выходов: розетками 220 В, портами USB-A и USB-C, автомобильным гнездом 12 В и разъёмами постоянного тока. Её заряжают от сети, от автомобиля или от солнечных панелей, а затем используют как автономный источник питания.

Типичные задачи: зарядка аккумуляторов дронов и пультов на выезде, питание ноутбука, камер, освещения и связи, работа инструмента и бытовых приборов на даче, резервное питание при отключениях. В отличие от бензинового генератора станция работает бесшумно и без выхлопа, поэтому её можно использовать в помещении и в машине.

Станции различаются прежде всего ёмкостью и мощностью, а от них зависят вес и габариты. Основные варианты:

Компактные станции на несколько сотен ватт-часов — лёгкие, подходят для ноутбука, связи, камер и зарядки небольших аккумуляторов.
Средние станции около 1000 Вт·ч (в каталоге часто встречается 1024 Вт·ч) — универсальный вариант для зарядки аккумуляторов дронов, выездной съёмки и бытовой техники ограниченной мощности.
Крупные станции на 2000 Вт·ч и больше, нередко с подключением дополнительных батарей, — для резервного питания дома и долгих полевых работ. Они весят около двух десятков килограммов и рассчитаны на перевозку в машине или на колёсах.
Станции под конкретную экосистему — например, DJI Power с выходами SDC для быстрой зарядки аккумуляторов дронов DJI через фирменный кабель.
Инверторные бензиновые генераторы — альтернатива для длительной работы без сети и солнца: запас энергии ограничен только топливом, но есть шум и выхлоп.

Ключевые характеристики

Ёмкость в Вт·ч. Ватт-час — запас энергии аккумулятора, именно он показывает, сколько проработает техника. Ёмкость в мАч у станций малоинформативна: она указывается при напряжении ячейки и без него ничего не говорит. Пересчитать можно по формуле: Вт·ч = А·ч × В. Сравнивайте станции только по ватт-часам.

Номинальная мощность инвертора — мощность, которую станция отдаёт продолжительно. Сумма мощностей одновременно включённых приборов должна быть ниже неё. Пиковая мощность — кратковременный запас для пусковых токов: электродвигатели, компрессоры холодильников и насосы при запуске потребляют в несколько раз больше номинала.

Чистый синус. Инвертор с чистой синусоидой выдаёт напряжение той же формы, что и нормальная сеть. Это важно для двигателей, электроники и импульсных блоков питания. У большинства современных станций инвертор именно такой, но в характеристиках это стоит проверить.

Тип аккумулятора. LiFePO4 (LFP) выдерживает тысячи циклов — в карточках встречается 3000–4000 циклов — и устойчивее к перегреву, но тяжелее при той же ёмкости. Li-ion NCM легче и компактнее, но ресурс ниже: в каталоге встречается значение около 800 циклов.

Входы и время зарядки. Смотрите мощность зарядки от сети, от автомобиля и от солнечных панелей, допустимое входное напряжение солнечного входа. У ряда моделей полная зарядка от сети занимает около часа.

Выходы. Количество розеток 220 В, порты USB-C с поддержкой PD (в каталоге — 60, 100 и 140 Вт), USB-A, автомобильный выход 12 В, специальные разъёмы для зарядки дронов.

Сквозная зарядка и ИБП. Сквозная зарядка позволяет питать приборы, пока станция сама заряжается. Функция ИБП означает автоматическое переключение на аккумулятор при пропадании сети; время переключения у моделей отличается, для чувствительной техники его стоит уточнить.

Вес, температура и защита. Заряжать литиевые аккумуляторы на морозе, как правило, нельзя — смотрите диапазоны температур зарядки и эксплуатации, а для работы на улице — степень защиты корпуса.

Как рассчитать ёмкость и мощность

Расчёт делают в три шага.

Составьте список приборов, которые будут работать от станции, и выпишите их мощность в ваттах — она указана на корпусе или блоке питания.
Мощность: сложите мощности приборов, включённых одновременно, и добавьте запас 20–30%. Для приборов с двигателем проверьте, что пусковая нагрузка укладывается в пиковую мощность станции.
Ёмкость: умножьте мощность каждого прибора на время его работы в часах и сложите. Добавьте 15–20% на потери в инверторе и преобразователях и не рассчитывайте на разряд до нуля.

Примеры расчёта

Выезд с дроном. Аккумулятор дрона энергией 77 Вт·ч (такое значение встречается в карточках) нужно зарядить четыре раза: 4 × 77 = 308 Вт·ч. Добавляем ноутбук на 60 Вт на 3 часа — 180 Вт·ч — и зарядку пульта и телефона, примерно 40 Вт·ч. Итого около 530 Вт·ч, с запасом на потери — порядка 610–640 Вт·ч. Станции на 500 Вт·ч будет мало, а модель около 1000 Вт·ч закроет задачу с запасом.

Для зарядки аккумуляторов дронов удобна быстрая оценка: число зарядов примерно равно ёмкости станции, умноженной на 0,85 и разделённой на энергию одного аккумулятора в Вт·ч.

Дом и дача. Холодильник в среднем потребляет заметно меньше паспортной мощности, потому что компрессор работает циклами. Для расчёта времени работы берите суточное потребление в кВт·ч из паспорта прибора, а мощность инвертора выбирайте с учётом пускового тока компрессора.

Солнечные панели и автономность

Солнечная панель превращает станцию в почти автономный источник. Встроенный контроллер MPPT отбирает максимум мощности при меняющемся освещении. Сверьте напряжение холостого хода панели (Voc) с допустимым входным напряжением станции и учтите, что реальная выработка ниже паспортной из-за облачности, угла наклона и температуры. Панели обычно подключают через разъёмы MC4, для станции может понадобиться переходник; для работы на улице смотрите степень защиты IP.

Складные панели раскладывают перпендикулярно солнцу и периодически поворачивают вслед за ним. Несколько панелей соединяют последовательно или параллельно так, чтобы напряжение и ток не выходили за пределы, допустимые для входа станции. Солнце хорошо подходит для подзарядки между выездами и в многодневных поездках, но в пасмурную погоду полностью заменить сеть или автомобиль не сможет.

Как выбрать под задачу

Выездная съёмка и полёты дронов: 500–1000 Вт·ч, выход под зарядный хаб или фирменный разъём, зарядка от автомобиля в дороге.
FPV-выезды: станция питает зарядное устройство для LiPo через выход постоянного тока или розетку; мощность выхода должна покрывать заряд всех каналов зарядного устройства одновременно.
Полевые работы, инспекция, мониторинг: от 1000 Вт·ч, LiFePO4, защищённый корпус, подзарядка от солнечных панелей.
Резервное питание дома и на даче: 2000 Вт·ч и больше, мощный инвертор с чистым синусом, функция ИБП, возможность расширения батареями.
Связь и спутниковый интернет: учитывайте потребление терминала — в каталоге от 20–40 до 75–100 Вт у разных моделей — и нужное время автономной работы.
Походы и туризм: лёгкая станция на несколько сотен ватт-часов и складная солнечная панель.

Типичные ошибки при выборе

Сравнение станций по мАч вместо Вт·ч.
Выбор по ёмкости без учёта мощности инвертора — прибор просто не запускается.
Неучтённые пусковые токи двигателей и компрессоров.
Расчёт без запаса на потери преобразования.
Солнечная панель с напряжением выше допустимого на входе станции.
Зарядка на морозе и долгое хранение полностью разряженной станции.
Тяжёлая станция для задач, где её приходится часто переносить вручную.
Расчёт только на розетки 220 В: для аккумуляторов дронов и ноутбуков часто эффективнее прямые выходы USB-C и постоянного тока, без потерь двойного преобразования.
Планы на перелёт: станции ёмкостью в сотни ватт-часов, как правило, не принимают к перевозке в самолёте — уточняйте правила перевозчика.

Что подготовить для запроса КП

Чтобы менеджер подобрал станцию и аксессуары, пришлите:

список приборов с мощностью и временем работы;
какие приборы работают одновременно и есть ли среди них двигатели и компрессоры;
условия использования: дом, автомобиль, поле, диапазон температур;
нужны ли солнечные панели, зарядка от автомобиля, функция ИБП;
какие дроны и аккумуляторы планируете заряжать;
ограничения по весу и габаритам;
количество станций и форму оплаты: с НДС или без НДС.

Отправить запрос КП

Частые вопросы

Сколько раз станция зарядит аккумулятор дрона?

Умножьте ёмкость станции в Вт·ч примерно на 0,85 и разделите на энергию аккумулятора дрона. Энергия аккумулятора указана в его характеристиках в Вт·ч.

Что лучше: LiFePO4 или Li-ion NCM?

LiFePO4 выдерживает значительно больше циклов и подходит для частого использования, но тяжелее. NCM выбирают, когда важнее вес и компактность.

Можно ли пользоваться станцией во время её зарядки?

Да, если в характеристиках указана сквозная зарядка. Для автоматического переключения при отключении сети нужна функция ИБП.

Потянет ли станция холодильник или насос?

Проверьте, что пусковая мощность прибора укладывается в пиковую мощность станции, а рабочая — в номинальную. Время работы считайте по суточному потреблению из паспорта прибора.