Калькулятор ёмкости аккумулятора
Калькулятор считает, какой ёмкости аккумулятор нужен, чтобы питать нагрузку заданной мощности нужное время, с учётом напряжения батареи, допустимой глубины разряда и КПД инвертора. Для ИБП, котлов, солнечных систем и автономного питания.
Результат
Введите данные и нажмите "Рассчитать".
-
Заполните поля выше
- Необходимая ёмкость батареи
- -
- Необходимая энергоёмкость батареи
- -
Часть значений появится, когда заполните остальные поля.
Описание
Расчёт нужен при подборе аккумуляторов для резервного питания котла, насоса или компьютера через ИБП, для солнечной электростанции, автодома или любой автономной системы: он показывает, сколько ампер-часов должно быть у батареи, чтобы нагрузка проработала заданное время.
Подготовьте мощность нагрузки в ваттах - её берут из паспорта или с этикетки устройства, а для нескольких приборов складывают мощности тех, что работают одновременно. Нужное время работы вводится в часах. Напряжение аккумуляторной батареи - номинальное напряжение всей сборки: 12, 24 или 48 В; если батареи соединены последовательно, их напряжения складываются.
Допустимую глубину разряда выбирайте по типу аккумулятора: подсказка у поля - свинцово-кислотные 50%, с электролитом в стекловолокне и гелевые 50-70%, литий-железо-фосфатные 80-90%. КПД инвертора берут из его паспорта; если нагрузка питается постоянным током напрямую, без инвертора, введите 100. Оба значения вводятся в процентах, в пределах от 1 до 100.
Типичные ошибки: вводить мощность в киловаттах вместо ватт; указывать напряжение одной батареи, когда в сборке их несколько последовательно; ставить глубину разряда 100% для свинцовой батареи - так она быстро теряет ресурс.
Результат "Необходимая ёмкость батареи" в А*ч сравнивайте с ёмкостью на этикетке аккумулятора при выбранном напряжении, а энергоёмкость в Вт*ч удобна для сравнения батарей разного напряжения. Добавьте запас 10-20%: расчёт не учитывает снижение ёмкости на холоде и при большом токе разряда. Подключение аккумуляторов и инверторов к электросети выполняет только специалист с допуском; расчёт предназначен для подбора и не заменяет проект.
Как считается
Сначала считается энергия, которую потребит нагрузка, затем - сколько энергии должна запасти батарея с учётом глубины разряда и потерь в инверторе, и в конце - ёмкость в ампер-часах.
Энергия нагрузки = Мощность нагрузки * Время работы
Энергоёмкость батареи = Мощность нагрузки * Время работы / (Глубина разряда / 100) / (КПД / 100)
Ёмкость батареи = Энергоёмкость батареи / Напряжение батареи- мощность нагрузки - Вт;
- время работы - нужное время работы, ч;
- глубина разряда - допустимая глубина разряда, %;
- КПД - КПД инвертора, %;
- напряжение батареи - напряжение аккумуляторной батареи, В.
Энергия нагрузки и энергоёмкость батареи выводятся в Вт*ч с округлением до целого, ёмкость - в А*ч с округлением до 0,1. Глубина разряда и КПД принимаются только в диапазоне от 1 до 100%: при значении вне этого диапазона, например 0, расчёт не выполняется.
Методика - энергетический баланс (энергия = мощность * время, ёмкость = энергия / напряжение) с учётом глубины разряда и КПД делением; это стандартный подход к подбору батарей для автономного и резервного питания (например, стандарт IEEE 1013 о подборе батарей для фотоэлектрических систем).
Расчёт упрощённый: не учитываются эффект Пейкерта (при большом токе разряда свинцовый аккумулятор отдаёт меньше номинала), снижение ёмкости на холоде и старение батареи - поэтому берите запас 10-20%.
Пример: котёл 150 Вт на 8 часов от батареи 12 В, глубина разряда 50%, КПД инвертора 85%.
Энергия = 150 * 8 = 1200 Вт*ч
Энергоёмкость = 1200 / 0,5 / 0,85 примерно 2824 Вт*ч
Ёмкость = 2823,5 / 12 примерно 235,3 А*чПример расчёта
- Мощность нагрузки
- 150 Вт
- Нужное время работы
- 8 ч
- Напряжение аккумуляторной батареи
- 12 В
- Допустимая глубина разряда
- 50 %
- КПД инвертора (для постоянного тока без инвертора - 100)
- 85 %
- Энергия = мощность * время
- 1 200 Вт*ч
- Энергоёмкость батареи = энергия / (DoD * КПД)
- 2 824 Вт*ч
- Ёмкость = энергоёмкость / напряжение
- 235,3 А*ч
Числа взяты из контрольного примера калькулятора - на них он проверяется тестами.
Частые вопросы
Как рассчитать, на сколько хватит аккумулятора?
Время работы примерно равно энергоёмкости батареи в Вт*ч (ёмкость в А*ч * напряжение), умноженной на допустимую глубину разряда и КПД инвертора и делённой на мощность нагрузки. Калькулятор решает обратную задачу - по нужному времени находит ёмкость, поэтому можно подобрать время так, чтобы результат совпал с вашей батареей.
Почему нужная ёмкость получается намного больше, чем мощность * время / напряжение?
Батарею нельзя разряжать полностью: для свинцовых допустимо около 50%, иначе резко падает ресурс. Кроме того, инвертор теряет часть энергии на преобразование. Оба фактора увеличивают требуемый запас энергии.
Что вводить в КПД, если инвертора нет?
Если нагрузка работает от постоянного тока напрямую от батареи, введите 100 - тогда потери на преобразование не учитываются.
Чем ампер-часы отличаются от ватт-часов?
Ампер-часы показывают заряд при определённом напряжении, ватт-часы - запасённую энергию. Ватт-часы равны ампер-часам, умноженным на напряжение, поэтому по ним удобно сравнивать батареи на 12, 24 и 48 В.
Подойдёт ли калькулятор для сборки из аккумуляторов 18650?
Да, если ввести номинальное напряжение всей сборки и допустимую для этих элементов глубину разряда. Полученную ёмкость в А*ч сравнивайте с ёмкостью сборки, а не одного элемента: при параллельном соединении ёмкости элементов складываются.
Какой запас добавить к результату?
Расчёт не учитывает снижение ёмкости на холоде, при большом токе разряда и по мере старения батареи, поэтому к результату добавляют 10-20%.
Источники
- Стандартная методика подбора аккумуляторов для автономного и резервного питания
Комментарии (0)
Комментариев пока нет.