Башта Рожновського: скільки енергії запасає башта

Автор статті: В'ячеслав Юрдик, інженер з якості LK Energy Group.
Понад 1000 одиниць обладнання прийнято на виробництві (ОТК) та 200 об'єктів електромонтажу під технічним наглядом — зокрема енергетика водозаборів громад.

Коротка відповідь (для тих, хто поспішає)

Водонапірна башта Рожновського не зберігає електрику. Але вона зберігає вже підняту воду — а це те саме, що зберегти енергію, витрачену на її підйом.

Для свердловини з типовим повним напором 80–100 м кожен кубометр у баку — це ≈0,4–0,5 кВт·год електроенергії, вже «запасеної» у вигляді піднятої води. Тобто:

бак 25 м³ — 10–12 кВт·год;
бак 50 м³ — 20–23 кВт·год «віртуального акумулятора».

Літієва батарея такої ємності коштує реальних грошей. Башта вже стоїть і давно оплачена.

Практичний висновок один: башта розв'язує графік роботи насоса від графіка споживання. Насос може качати, коли вигідно (вдень, від сонця), а село бере воду, коли треба (вранці та ввечері). Далі — про те, скільки це в цифрах і що потрібно, щоб башта перестала бути «просто баком» і стала керованим ресурсом.

Оцифрована башта Рожновського: СЕС живить насос, ВодоЗір передає дані диспетчеру

Що таке башта Рожновського

Це металева водонапірна вежа за типовим проєктом (класика — ТП 901-5-29), якою з середини минулого століття забудували українське село. Конструкція гранично проста і саме тому доживає до сьогодні:

бак — водозбірна ємність нагорі;
циліндрична опора-стовп — не просто підпорка: у класичній схемі Рожновського вона теж заповнена водою і сполучена з баком. Велика маса води в опорі повільніше остигає — це те, що дозволило конструкції працювати в наших зимах без опалення;
самоплив — вода роздається в мережу без насоса, самою висотою.

Типорозміри. У каталогах їх позначають ВБР-15, ВБР-25, ВБР-50: бак на 15 / 25 / 50 м³ на опора 10–18 м (точна висота — за каталогом виробника). Такої висоти достатньо, щоб роздавати воду самопливом із тиском ~1,0–1,8 бар (10 метрів водяного стовпа ≈ 1 бар) — для роздачі насос не потрібен.

Саме ця остання властивість робить башту цінною під час блекауту: самоплив працює, коли електрики немає взагалі.

Скільки енергії запасає башта

Енергію в баку рахують не від об'єму, а від повного напору — висоти, на яку насос реально піднімає воду. Це не висота башти: у повний напір входить глибина динамічного рівня у свердловині, висота башти над землею і втрати в трубопроводі. Для артезіанських свердловин типово виходить 80–100 м.

За такого напору кожен піднятий кубометр «коштує» ≈0,4–0,5 кВт·год електроенергії. Отже, скільки вже запасено у повному баку:

Типорозмір башти	Об'єм бака	Запасено енергії
ВБР-15	15 м³	≈6–7 кВт·год
ВБР-25	25 м³	10–12 кВт·год
ВБР-50	50 м³	20–23 кВт·год

За меншого напору цифра пропорційно менша — це враховуємо в розрахунку конкретного об'єкта.

Важлива чесність: башта запасає воду (і непокуплені нічні кіловат-години для насоса), а не електрику. Світла в хати вона не дасть — лише безперервність водопостачання. Усе, що нижче, — про цю безперервність і про рахунок за електроенергію, а не про резервне живлення села.

Чому це працює: нічний відбір і розв'язка графіків

Село бере воду нерівномірно: пік уранці та ввечері, а нічний відбір — зазвичай 10–20% добового (за статистикою наших об'єктів). Тобто заповнений звечора бак несе село через ніч без жодного кіловата з мережі.

Звідси проста логіка, заради якої все й будується:

сонце качає вдень — саме тоді, коли генерація СЕС максимальна;
башта тримає ніч — і ранковий пік теж, поки насос ще не потрібен;
насос вмикається за графіком, а не «коли поплавок клацнув».

Для великих сіл достатність об'єму бака перевіряємо розрахунком — 25 м³ на тисячу дворів не дадуть нічого.

Чого башта не зробить (чесні межі)

Щоб не було завищених очікувань, три межі, які ми проговорюємо на старті:

Це не резервне живлення села. Башта дає воду, а не електрику.
Об'єм скінченний. Запас у баку — це години, а не доба. Скільки саме — рахується за фактичним добовим споживанням.
Багатоденну зимову хмарність комплекс без генератора нескінченно не покриє, і ми цього не обіцяємо. Чесна межа автономності водопостачання — сонячний день + акумулятори + запас бака, далі потрібен дизель-генератор.

Як «оцифровка» перетворює башту на керований ресурс

Сама по собі башта — пасивний запас: поплавок вмикає насос, коли рівень упав, і вимикає, коли бак повний. Ні про графік генерації, ні про витік, ні про зрив подачі поплавок не знає.

«Оцифровуємо башту» — це коли до вже наявного бака додають «джерело» (сонячну електростанцію) і «мозок» (диспетчеризацію). У наших комплексах мозок — це пристрій ВодоЗір власної розробки LK Energy. Що він змінює:

1. Показання — дистанційно. Лічильник електроенергії, витратомір води, рівень у баку та/або мотогодини насоса — усе видно з телефона. Щомісячні об'їзди башт заради переписування цифр більше не потрібні (планові огляди обладнання ніхто не скасовує).

2. Аварії — повідомленням, а не дзвінком від людей. Насос увімкнений, а витрати немає — зрив подачі чи обрив. Рівень падає при працюючому насосі — великий витік. Сухий хід. Розкриття шафи. Диспетчер дізнається першим.

3. Робота насоса — у вікно сонячної генерації. Статистика відбору будує типовий добовий профіль споживання села. Контролер планує, скільки води підняти за добу, і ставить роботу насоса на світлові години, добиваючи бак перед вечірнім піком. Якщо рівень падає до аварійної межі — насос вмикається незалежно від сонця.

Саме третій пункт і є гроші. Об'єкт без накопичення і керування самоспоживає ~50–60% власної сонячної генерації. Зв'язка «акумулятори + диспетчерський графік» піднімає частку до розрахункових 75–85% — якщо дозволяє режим роботи об'єкта. Різниця між цими цифрами і є те, що повертає «мозок» комплексу.

4. Каскад резервування — автоматично. Сонце → літієві АКБ (ємність із розрахунку щонайменше 4 годин роботи насоса) → запас башти → дизель-генератор останнім, якщо він є на башті. Перемикання без участі людини; диспетчер бачить перехід на резерв на панелі й знає про блекаут на свердловині раніше, ніж задзвонить перший мешканець.

Технічно все це — гібридний інвертор, АКБ, плавний пуск або частотний перетворювач і сам ВодоЗір — ми ставимо в одній утепленій вандалостійкій шафі власного виробництва: машинне відділення в одному ящику, без будівництва приміщення на об'єкті.

Часті запитання

Скільки води в башті Рожновського?

Типові башти — на 15, 25 або 50 м³ (ВБР-15 / ВБР-25 / ВБР-50), опора 10–18 м (точна висота — за каталогом виробника). Є й більші виконання, але в сільському водопостачанні найпоширеніші саме ці три.

Який тиск дає водонапірна башта?

Приблизно 1,0–1,8 бар — залежно від висоти опори (10 метрів водяного стовпа ≈ 1 бар). Цього достатньо для роздачі води самопливом, без підвищувального насоса.

Скільки електроенергії запасає башта на 25 м³?

10–12 кВт·год — для свердловини з повним напором 80–100 м. Бак 50 м³ — 20–23 кВт·год. За меншого напору — пропорційно менше.

Чи дасть башта світло в хати під час блекауту?

Ні. Башта — це запас води, а не електрики. Світло — окреме завдання і окреме обладнання.

Чи буде вода під час блекауту?

Так, у межах каскаду: вдень насос живиться від сонця, далі — від акумуляторів (з розрахунку 4 годин його роботи), плюс запас води в самій башті, і останнім стартує дизель-генератор, якщо він є на об'єкті. Багатоденну зимову хмарність без генератора комплекс не покриє — це чесна межа.

Чи треба міняти насос, щоб «оцифрувати» башту?

Ні. Комплекс підключається до наявного занурювального насоса: до 11 кВт включно ставимо пристрій плавного пуску, понад 11 кВт або там, де треба регулювати тиск, — частотний перетворювач. Робочий насос міняти не потрібно.

З чого почати

Якщо у вашої громади чи господарства є башта Рожновського — вона вже виконує половину роботи енергонезалежної свердловини. Лишається додати джерело і керування.

Ми рахуємо це безкоштовно на даних вашої башти: потужність насоса, річне споживання, тариф — і ви бачите економію та строк окупності на своїх цифрах, а не на середніх по ринку.

👉 СЕС для артезіанських свердловин з диспетчеризацією — склад комплексу, розрахунок для п'яти типорозмірів і помісячний баланс.

Суміжний напрям для водоканалів — диспетчеризація КНС. Читайте також: частотник чи плавний пуск для свердловинного насоса.

Технічні орієнтири (напір, об'єми, тиск) — типові для башт Рожновського в сільському водопостачанні; для конкретного об'єкта параметри уточнюються за паспортом свердловини та фактичними замірами.

Башта Рожновського: скільки енергії запасає водонапірна башта і як її оцифрувати