LiFePO4, AGM чи гелевий: який акумулятор для резервного живлення

AGM акумулятор — це герметична свинцево-кислотна батарея, у якій рідкий електроліт увібраний скловолоконними матами між пластинами. Її часто плутають з гелевою, а обидві — порівнюють з літієвою LiFePO4. Для резервного живлення різниця між цими трьома типами принципова: від неї залежить, скільки енергії батарея реально віддасть за відключення, скільки сезонів проживе і чи подружиться з вашим інвертором.

Розбираємо, які бувають типи акумуляторів, що таке AGM, гель і LiFePO4, чим вони відрізняються в цифрах, скільки служать, як перевірити гелевий акумулятор і що заливати в нього (спойлер: нічого), — і коли який тип обирати для інвертора чи ДБЖ.

Типи акумуляторів для резервного живлення

Види акумуляторів, які трапляються в системах резерву, зводяться до двох родин — свинцево-кислотних і літієвих. Стартерні автомобільні батареї до резерву не належать: вони розраховані на короткий великий струм для запуску двигуна, а від глибоких розрядів швидко деградують.

AGM акумулятор — це що і чи це те саме, що гелевий

AGM розшифровується як Absorbent Glass Mat — «поглинальний скловолоконний мат». Електроліт у такій батареї рідкий, але повністю увібраний матами, тому не розливається, а корпус закритий клапанами (звідси позначення VRLA — valve regulated lead acid). Газ, що утворюється при заряді, рекомбінує всередині, тому воду доливати не треба і батарею можна ставити в житловому приміщенні.

AGM акумулятор — це не гелевий, хоча обидва герметичні й свинцево-кислотні. У гелевій батареї електроліт загущений до желе, а не увібраний матами. На практиці відмінність така: AGM краще віддає великий струм і дешевший, гель краще переносить глибокі розряди й довше живе в циклічному режимі. В обох номінал блоку — 12 В, а для систем 24 і 48 В батареї з'єднують послідовно. Приклад AGM у каталозі — Volt Polska AGM 12 В 100 А·год: 1 200 Вт·год, 24 кг.

Що таке гелевий акумулятор

Гелевий (GEL) акумулятор — свинцево-кислотна батарея, у якій сірчану кислоту змішано з кремнієвим загусником. Гель тримає електроліт на місці, не дає йому розшаровуватися і краще захищає пластини від осипання при глибоких розрядах. Ціна за це — чутливість до напруги заряду (вище ≈14,4 В у гелі утворюються порожнини), повільніший заряд і найбільша вага серед трьох типів. Наприклад, Must 12V 200Ah на 2 400 Вт·год важить 59,5 кг.

AGM чи гелевий акумулятор: різниця

LiFePO4 — це що: характеристики

LiFePO4 — літій-залізо-фосфатна хімія. Блок збирають з комірок по 3,2 В: чотири дають 12,8 В, вісім — 25,6 В, шістнадцять — 51,2 В. Усередині обов'язково стоїть BMS — електронна плата, що стежить за напругою кожної комірки, струмом і температурою й відключає батарею при перезаряді, глибокому розряді чи перегріві. Серед літієвих хімій LiFePO4 найстабільніша термічно, тому її використовують у домашніх системах і зарядних станціях.

Ключові характеристики LiFePO4 для резерву: робоча глибина розряду 80–90%, ресурс у тисячі циклів, рівна напруга майже до кінця розряду, швидкий заряд, вага приблизно втричі менша за свинець такої ж ємності. Обмеження одне суттєве: заряджати нижче 0 °C не можна. У каталозі LiFePO4 представлені у форматах 12, 24 і 48 В — від Kepworth 12V/100Ah на 1 280 Вт·год і 11 кг до стійкових модулів на 5 кВт·год, як Deye SE-G5.1Pro-B.

LiFePO4 чи Li-ion: у чому різниця

Під «Li-ion» зазвичай мають на увазі NMC — хімію ноутбуків, телефонів і електромобілів. Вона щільніша: на ту саму вагу запасає більше енергії, тому її люблять у компактних павербанках. Але NMC витримує менше циклів і чутливіша до перегріву й пошкоджень. LiFePO4 важча на кіловат-годину, зате живе в рази довше й безпечніша — для батареї, що стоїть у квартирі й циклується щодня, це важливіше за компактність.

Порівняння в цифрах

Корисна енергія: чому номінал вводить в оману

Порівнювати треба не ампер-години на етикетці, а енергію, яку батарея реально віддасть. AGM, щоб прожити кілька сезонів, розряджають приблизно наполовину: зі 1 200 Вт·год номіналу ви берете близько 600 Вт·год за відключення. LiFePO4 на 1 280 Вт·год віддає близько 1 100–1 150 Вт·год. Тобто за одне відключення літієва батарея того ж «розміру» дає майже вдвічі більше енергії.

Далі вступає ресурс. Якщо AGM за життя витримує орієнтовно 500 таких циклів, а LiFePO4 — 3 000, то за весь строк служби свинцева батарея віддасть близько 300 кВт·год, а літієва — понад 3 000 кВт·год. Навіть якщо LiFePO4 дорожча на старті, кожна кіловат-година, яку вона видасть за життя, обходиться в рази дешевше. Актуальні ціни порівнюйте в картках — пропорція зберігається.

Термін служби гелевого акумулятора, AGM і LiFePO4

У буферному режимі — коли батарея стоїть на підтримці й розряджається кілька разів на рік — AGM і гель служать кілька років; виробники зазвичай указують розрахунковий строк у паспорті. У циклічному режимі, коли відключення щодня, рахунок іде на цикли: за рік графіків набирається 300–600 циклів, і свинцева батарея з розрядом до 50% вичерпується за один-два сезони, гелева — трохи пізніше.

Термін служби LiFePO4 (той самий «LiFePO4 battery life») теж рахують у циклах: тисячі циклів при розряді до 80–90%. При щоденних відключеннях це роки роботи. Найбільше ресурс скорочують спека, заряд на морозі, постійне стояння на 100% і розряд до відсічки BMS без потреби.

Обслуговування гелевих акумуляторів: що заливати і чого не робити

Що заливати в гелевий акумулятор? Нічого. Гелева й AGM батареї герметичні: електроліт у них не випаровується при правильному заряді, а клапани відкриваються лише при аварійному тиску. Відкривати їх, доливати дистильовану воду чи електроліт не можна — це порушить рекомбінацію газу й зіпсує батарею. Дистильовану воду доливають тільки в заливні обслуговувані батареї з корками.

• Тримайте батарею в чистоті й сухості, клеми — затягнутими, без окислів.
• Не допускайте напруги заряду вище ≈14,4 В на 12-вольтовий блок і заряджайте одразу після розряду.
• Не тримайте батарею місяцями розрядженою: під час довгого простою підзаряджайте раз на кілька місяців.
• Здутий корпус, нагрів під час заряду або запах — ознаки перезаряду чи несправності; таку батарею виводять з роботи.
• Як правильно заряджати гель і LiFePO4 і які напруги ставити в інверторі — у статті як заряджати LiFePO4 і гелевий акумулятор.

Як перевірити гелевий акумулятор

1. 1 Зарядіть батарею повністю й дайте відпочити 3–4 години без навантаження.
2. 2 Виміряйте напругу мультиметром: справний повний 12-вольтовий гель показує ≈12,8–12,9 В. 12,4 В і нижче після повного заряду — ознака втрати ємності або сульфатації.
3. 3 Навантажте батарею: навантажувальна вилка або відомий прилад (наприклад, лампа на 100 Вт через інвертор). Якщо напруга під навантаженням швидко падає нижче 11,5 В, батарея слабка.
4. 4 Найточніше — контрольний розряд: живіть відоме навантаження до 10,5–11 В і порахуйте, скільки Вт·год батарея віддала. Менше 70–80% від номіналу — пора думати про заміну.
5. 5 Огляньте корпус: здуття, тріщини чи сліди електроліту — батарея несправна незалежно від напруги.

Що обрати: гелевий чи кислотний, гелевий чи літієвий

• Щоденні відключення за графіком — LiFePO4: глибина розряду, ресурс і швидкий заряд між відключеннями вирішують усе.
• Рідкі відключення, мінімальний бюджет — AGM: ресурс не встигне вичерпатися, а стартова ціна нижча.
• AGM чи гель для ДБЖ. Для звичайного ДБЖ комп'ютера чи котла, де батарея стоїть у буфері й розряджається рідко, — AGM: він краще віддає великий струм короткого розряду. Якщо ДБЖ працює щодня по кілька годин — гель переносить це краще, а якщо ДБЖ підтримує літієвий профіль — краще LiFePO4.
• Гелевий чи кислотний заливний — для житла гелевий: він герметичний і не потребує доливання води. Заливні батареї для резерву в квартирі не використовують.
• Неопалюване приміщення — свинцеві батареї переносять заряд на морозі, LiFePO4 — ні, якщо немає підігріву.
• Старий ДБЖ без профілю LiFePO4 — лишайте свинець: ДБЖ із фіксованим свинцевим алгоритмом заряду може недозаряджати літієву батарею.

Сумісність з інвертором і ДБЖ

• Напруга батареї має збігатися з напругою системи інвертора: 12, 24 чи 48 В. Для 48 В зверніть увагу на кількість комірок: DYNESS B4850 — 48 В на 15 комірок, а більшість стійкових модулів — 51,2 В на 16.
• Тип батареї в налаштуваннях інвертора має відповідати хімії: AGM, GEL, LiFePO4 або USER з напругами з паспорта.
• Струм BMS обмежує потужність: 12-вольтова батарея зі 100 А BMS віддає до ≈1,2 кВт тривало.
• Не змішуйте свинець і LiFePO4 в одній системі, а також старі й нові батареї; паралельно з'єднуйте однакові моделі, якщо виробник це дозволяє.
• Як підібрати батарею під конкретний інвертор, розібрано в статті як вибрати акумулятор для інвертора.

Усі типи — у розділі акумулятори, окремо LiFePO4 і найпопулярніший типорозмір 12 В 100 А·год, наприклад Dipower 12V/100Ah. Для систем на 24 В — Kepworth 24V/200Ah на 5 120 Вт·год. Як зібрати з батареї систему для квартири — у статті інвертор з акумулятором для квартири.