Как рассчитать емкость аккумуляторной батареи: Онлайн-калькулятор времени разряда и работы аккумулятора

какие параметры аккумуляторных батарей нужно проверять и как это сделать?

При использовании аккумуляторных батарей на любых объектах, особенно в системах бесперебойного питания, за их состоянием нужно следить и регулярно проводить проверки. В этом материале мы рассмотрим основные параметры АКБ, а также рассмотрим, какими приборами и как можно провести их контроль и проверку!

Основная задача при проверке состояния любой аккумуляторной батареи – выяснить, обладает ли она достаточной емкостью, может ли обеспечить заявленные производителем характеристики в течение необходимого времени. Однако непосредственно средствами измерения определяются только несколько основных параметров – напряжение, сила тока. В обслуживаемых аккумуляторах можно также замерить плотность электролита. Измерения можно проводить неоднократно, фиксируя изменение значений с течением времени. Все остальные параметры и характеристики не измеряются напрямую, а выводятся по разработанной изготовителем методике, причем она зависит и от типа АКБ, и от рекомендаций производителя, и от вида подключенной нагрузки.

При этом необходимо учитывать, что многие зависимости, характеризующие работу АКБ, носят нелинейный характер. Могут сказываться и другие факторы, например, влияние температуры.

При выполнении краткосрочных измерений при использовании даже самых совершенных методик тестирование носит не точный количественный, а качественный характер. Единственный достоверный способ измерения емкости АКБ – его полная разрядка в течение многих часов с тщательной фиксацией параметров в ходе всего процесса. Но использовать столь продолжительную процедуру на практике можно далеко не всегда, особенно если батарей много. Тем не менее, и краткосрочных оценочных измерений достаточно для того, чтобы отличить работоспособный аккумулятор от изношенного, утратившего емкость, и вовремя произвести замену АКБ.

Способы проверки АКБ

1. Подключение нагрузки

К АКБ на некоторое время подключается рабочая или второстепенная нагрузка той или иной величины. Вольтметром или мультиметром измеряется падение напряжения.

Если процедура выполняется несколько раз, между измерениями выжидается определенное время, чтобы батарея восстановилась. Полученные данные сопоставляются с параметрами, заявленными производителем АКБ для данного типа батареи и данной величины нагрузки.

2. Измерения при помощи нагрузочной вилки

Строение простейшей нагрузочной вилки показано на схеме:

Устройство оснащено вольтметром, параллельно которому установлен большой по мощности нагрузочный резистор, и имеет два щупа. В старых моделях вольтметры аналоговые; новые модели, как правило, оснащены ЖК-дисплеем и цифровым вольтметром. Существуют нагрузочные вилки с усложненной схемой, использующие несколько нагрузочных спиралей (сменных сопротивлений), рассчитанные на разные диапазоны измерения напряжений, предназначенные для тестирования кислотных либо щелочных аккумуляторов. Есть даже вилки, которыми тестируют отдельные банки аккумуляторов. В состав продвинутых устройств помимо вольтметра может входить амперметр.

Получаемые при измерениях данные также необходимо сопоставлять с параметрами, заявленными производителями для данного типа батарей и данного сопротивления.

3. Измерения при помощи специальных устройств, тестеров анализаторов АКБ

Приборы Кулон

Принципиальным развитием идеи нагрузочной вилки можно считать семейство цифровых приборов-тестеров Кулон (Кулон-12/6f, Кулон-12m, Кулон-12n и другие) для проверки состояния свинцовых кислотных аккумуляторов, а также другие подобные устройства. Они позволяют проводить быстрые замеры напряжения, приближенно определять емкость АКБ без контрольного разряда и сохранять в памяти несколько сотен, а иногда и тысяч измерений.

Приборы Кулон питаются от аккумулятора, на котором проводятся измерения. Входящие в комплект провода с разъемами «крокодил» имеют части, изолированные друг от друга, что обеспечивает четырехзажимное подключение к аккумулятору и устраняет влияние на показания прибора сопротивления в точках подключения зажимов.

По заявлению разработчика, прибор анализирует отклик аккумулятора на тестовый сигнал специальной формы, при этом измеряемый параметр примерно пропорционален площади активной поверхности пластин аккумулятора и, таким образом, характеризует его емкость. Фактически, точность показаний зависит от достоверности методики, разработанной производителем.

Емкость аккумулятора – электрический заряд, отдаваемый полностью заряженным аккумулятором – измеряется в ампер-часах и представляет собой произведение тока разряда на время. Для точного определения емкости необходимо произвести разряд батареи (процесс длительный, многочасовой), постоянно фиксируя величину заряда, отдаваемого батареей. При этом относительная емкость АКБ в зависимости от времени изменяется нелинейно. Например, для аккумуляторной батареи типа LCL-12V33AP относительная емкость меняется со временем следующим образом:

Время разряда, часы	Относительная емкость, %
0,1	37
1,3	48
0,7	53
1,9	76
4,2	84
9,2	92
20	100

Прибор Кулон при помощи быстрого измерения ориентировочно определяет емкость полностью заряженного аккумулятора.

Он не предназначен для оценки степени заряженности АКБ, все измерения необходимо проводить на полностью заряженной батарее. Устройство кратковременно подает тестовый сигнал, регистрирует отклик от батареи и через несколько секунд выдает ориентировочную емкость АКБ в ампер-часах. Одновременно на экран выводится измеренное напряжение. Полученные значения можно сохранять в памяти прибора.

Производитель подчеркивает, что устройство не является прецизионным измерителем, но позволяет оценочно определять емкость свинцовой кислотной батареи, особенно если пользователь самостоятельно откалибровал прибор при помощи аккумулятора такого же типа, что и тестируемый, но с известной емкостью. Процедура калибровки подробно изложена в инструкции к прибору.

Тестеры PITE

Следующая разновидность устройств для тестирования АКБ – тестеры PITE: модель  Kongter BT-3915  для измерения внутреннего сопротивления батарей.

Управление осуществляется при помощи цветного сенсорного экрана, но основные управляющие кнопки вынесены на клавиатуру в нижней части корпуса.

Прибором можно тестировать батареи емкостью от 5 до 6000 А·ч, с элементами аккумулятора 1.2 В, 2 В, 6 В и 12 В. Диапазон измерения напряжения – от 0.000 В до 16 В, сопротивления – от 0.00 до 100 мОм. Прибор позволяет задать тип проверяемых батарей, выполнить измерение напряжения и сопротивления (модель 3915) или напряжения и проводимости (модель 3918), и на их основании судить о том, соответствует емкость батареи заявленной производителем или нет. При этом параметр Capacity (емкость батареи) выводится в процентах.

Интерфейс прибора позволяет проводить как одиночные измерения, так и последовательные (до 254 измерений в каждой последовательности, совокупное количество результатов более 3000), что удобно при проверке большого количества однотипных АКБ (в последнем случае результаты сохраняются автоматически, помимо данных в них фиксируется также порядковый номер измерения). В зависимости от настроек прибор может использовать для выдачи результата (статуса Good, Pass, Warning или Failed) собственные критерии либо значения, заданные пользователем.

Результаты тестирования через порт USB могут быть перенесены на компьютер для просмотра и последующей подготовки отчетов.

Анализаторы Fluke

Более глубокое развитие той же идеи – приборы Fluke Battery Analyzer серии 500 (BT 510, BT 520, BT 521), которые позволяют измерять и сохранять в памяти напряжение, внутреннее сопротивление стационарной батареи, температуру минусовой клеммы, напряжение при разрядке. При наличии дополнительных аксессуаров можно измерять и сохранять в памяти и другие параметры. Тесты можно проводить как в режиме отдельных измерений, так и в последовательном режиме; используя настраиваемые профили. Есть возможность задать пороговые значения для различных параметров. Встроенный порт USB позволяет передавать собранные записи (до 999 записей каждого типа) на компьютер для подготовки отчетов с помощью программного обеспечения Analyze Software, входящего в комплект поставки.

Щупы прибора имеют специальную конструкцию: внутренний подпружиненный контакт предназначен для измерения тока, внешний – для измерения напряжения. Если на щуп надавить, внутренний наконечник смещается внутрь таким образом, что оба контакта каждого щупа касаются поверхности одновременно. В результате одни и те же щупы позволяют организовать как 2-проводное, так и 4-проводное подключение к полюсам батареи (последнее необходимо для измерения Кельвина).

• Прибор позволяет измерять следующие параметры:

• Внутреннее сопротивление батареи (измерение занимает менее 3 с).

• Напряжение батареи (производится одновременно с измерением внутреннего сопротивления)

• Температура минусовой клеммы (рядом с черным наконечником на щупе BTL21 Interactive Test Probe предусмотрен ИК-датчик)

• Напряжение при разрядке (определяется несколько раз в ходе разрядки или во время теста на нагрузку)

Также возможно измерение пульсирующего напряжения, измерение переменного и постоянного тока (при наличии токовых клещей и адаптера), выполнение функций мультиметра. С анализаторами Fluke можно использовать интерактивный тестовый щуп BTL21 Interactive Test Probe со встроенным датчиком температуры. С приборами совместимо большое разнообразие дополнительных аксессуаров (токовые клещи, удлинители разного размера, съемный фонарик и т. п.).

 

 

Хотя прибор обладает богатым функционалом, ключевым этапом в определении состояния АКБ остается сопоставление измеренных показателей с расчетными или заданными изготовителем для данного конкретного типа батарей. Устройства Fluke Battery Analyzer серии 500 удобны для массовой инспекции состояния батарей. Последовательный режим и система профилей позволяют выполнять необходимые измерения одно за другим, результаты запоминаются прибором и хранятся в упорядоченной форме, последовательно пронумерованные и разбитые на группы. Но прибор не имеет функции прямого или косвенного измерения емкости АКБ в ампер-часах – хотя бы потому, что для батарей разного типа на сегодняшний день вряд ли возможно разработать единую точную методику такого определения.

Все перечисленные выше устройства, хоть и отличаются друг от друга по размеру, относятся к классу портативных. В отдельную группу можно выделить стационарные комплексы для проверки АКБ, которые могут проводить быстрые испытания с определением внутреннего сопротивления, контролировать все параметры, включая активную и реактивную составляющие сопротивления, управлять процессом разряда/заряда и т. п. Подобные комплексы адресованы скорее исследовательским лабораториям, промышленным производителям АКБ и разработчикам нового оборудования, чем конечным пользователям.

4. Полная разрядка/зарядка

На сегодняшний день полная разрядка и зарядка – это единственный прямой и максимально достоверный способ определения емкости АКБ. Специализированные устройства контроля разряда/заряда батареи (УКРЗ) позволяют выполнить глубокую разрядку и последующую полную зарядку батареи с постоянным контролем емкости. Однако эта процедура занимает очень много времени: 15-17-20-24 часа, иногда и более суток, в зависимости от емкости и текущего состояния батареи. Хотя метод дает наиболее точные результаты, из-за временных затрат его применение ограничено.

5. Измерение плотности электролита

В обслуживаемых аккумуляторах для определения их состояния можно измерять плотность электролита, поскольку между этим параметром и емкостью АКБ существует непосредственная зависимость. Плотность электролита может меняться в силу разных причин, которые вдобавок взаимосвязаны (частый глубокий разряд батареи, сульфатация, неоптимальная плотность электролита, испарение и утечка раствора и т. д.). Аккумулятор начинает быстрее разряжаться, отдает меньше заряд. При этом необходимо понимать, что плотность электролита даже в исправном аккумуляторе, находящемся в идеальном состоянии – не константа, она меняется с температурой и степенью зарядки аккумулятора. Более того, для разных регионов рекомендованная плотность электролита отличается в зависимости от типовых климатических условий.

Результаты измерения плотности ареометром можно сопоставить со следующей диаграммой для кислотных аккумуляторов.

В зависимости от того, больше или меньше плотность электролита, чем требуемая (а для батареи вредно отклонение и в ту, и в другую сторону), можно частично или полностью заменить электролит, залить дистиллированную воду или раствор необходимой концентрации, обязательно обеспечив перемешивание. Как и при использовании всех ранее описанных способов проверки состояния АКБ ключевым является сопоставление измеренных значений с рекомендациями производителя батареи и следование всем предусмотренным процедурам обслуживания.

Выводы

Каждый способ определения текущего состояния аккумуляторной батареи имеет свои преимущества и недостатки. Каким из них пользоваться – зависит от ваших задач и возможностей. Сориентироваться вам поможет эта сводная таблица.

Способ определения состояния АКБ	Преимущества	Недостатки
Подкл ючение нагрузки	Достаточно реалистичные результаты без использования специализированного оборудования	Времязатратность при многократных измерениях Измеренные параметры документируются вручную
Нагрузочная вилка, специализированные анализаторы и тестеры	Портативность устройств Простота использования Быстрое проведение измерений, особенно многократных Некоторые модели способны проводить измерения без выведения АКБ из режима эксплуатации Специализированные модели позволяют сохранять результаты и переносить их на компьютер для подготовки отчетов	Часть параметров АКБ определяется по косвенным методикам Оценочная точность измерений
Полный разряд/заряд	Единственный достоверный способ оценки емкости АКБ	Очень продолжительная процедура – многие часы, иногда сутки
Измерение плотности электролита ρ	Непосредственное определение состояния батареи по концентрации электролита	Способ применяется только для обслуживаемых батарей

 

Материал подготовлен
техническими специалистами компании “СвязКомплект”.

Что такое емкость аккумуляторной батареи. Как измерить емкость аккумулятора.

Емкость аккумуляторов— это количество электрической энергии, которое может отдать полностью заряженный аккумулятор при определенном режиме разряда и температуре от начального до конечного напряжения. Единицей СИ для электрического заряда является кулон (1Кл), но на практике емкость обычно выражается в ампер-часах (Ач).

Емкость измеряют в ампер-часах и определяют по формуле:

C=Ip _*tp,гдеС– емкость, Ач;

Ip– сила разрядного тока, А;

tp– время разряда, Ч.

Номинальная емкость— емкость, которую должен отдать новый полностью заряженный аккумулятор в нормальных условиях разряда, указанных в стандарте на этот аккумулятор. При этом напряжение не должно упасть ниже определенной величины.

Так как емкость зависит от разрядного тока и конечного разрядного напряжения, в условном обозначении аккумуляторов указывается емкость, соответствующая определенному режиму разряда. Для стартерных аккумуляторов за номинальную принимается емкость при 20-часовом, стационарных при 10-часовом, тяговых при 5-часовом режимах разряда.

Пример оценки ёмкости батареи 20-ти часовым режимом разряда током 0.05 С20 (током, равным 5% от номинальной ёмкости). Если ёмкость батареи 55Ач, то разряжая ее током 2.75А, она полностью разрядится за 20 часов. Аналогично для батарей ёмкостью 60Ач полный 20-ти часовой разряд произойдет при чуть большем токе разряда — 3А.

Отдача по емкости — отношение количества электричества, полученного от аккумулятора при разряде, к количеству электричества, необходимого для заряда аккумулятора до первоначального состояния при определенных условиях.

Она зависит от полноты заряда. Часть же заряда теряется на газообразование, это уменьшает коэффициент отдачи.

Емкость остаточная– величина, соответствующая количеству электричества, которое может отдать частично разряженный аккумулятор при установленном режиме разряда до конечногонапряжения.

Резервная ёмкость аккумуляторной батареи— время, в течение которого батарея сможет обеспечить работу потребителей в аварийном режиме. Величина резервной ёмкости, выраженная в минутах, последнее время все чаще проставляется изготовителями стартерных аккумуляторных батарей после значения тока холодного старта.

Емкость зарядная— количество электричества, сообщаемое аккумулятору во времязаряда.Зарядная емкость акб всегда больше разрядной из-за потерь энергии на побочные реакции и процессы.

При постоянном токе заряда l зарядная емкость С= I _* t, где t — время заряда.

Измерение емкости ведется до падения напряженияхотя бы одного элемента аккумуляторной батареи до величины, регламентированной для конкретного режима разряда.

В течение срока службы емкость акб изменяется. В начале срока службы она возрастает, так как происходит разработка активной массы пластин. В процессе эксплуатации емкость некоторое время держится стабильной, а затем начинает постепенно уменьшаться из-за устаревания активной массы пластин.

Емкость батареи зависит от количества активного материала и конструкции электродов, количества и концентрации электролита, величины тока разряда, температуры электролита, степени изношенности аккумулятора, наличияпосторонних примесей в электролитеи других факторов.

При увеличении тока разряда емкость батареи уменьшается. АКБ при форсированных режимах разряда отдают емкость меньше, чем при разряде более длительными режимами (небольшой величиной тока). Поэтому на аккумуляторах могут быть обозначения при 3,5,6,10,20 и 100 часах разряда. При этом емкости одной и той же батареи будут совершенно разные. Наименьшая будет при 3-х часовом разряде, наибольшая при 100 часовом.

С повышениемтемпературы электролитаемкость растет, но при излишне высоких температурах уменьшается срок их службы.Это происходит потому что, при повышении температуры электролит легче проникает в поры активной массы, так как уменьшается его вязкость и увеличивается внутреннее сопротивление.Поэтому в реакции разряда принимает участие больше активной массы, чем при заряде, производившемся при более низкой температуре.

При низкихже температурах емкость и полезное действиеАКБбыстро уменьшается.

Если увеличить концентрацию (плотность электролита), то емкость также увеличится, но аккумулятор быстро выйдет из строя из-за разрыхления активной массы батареи.

Емкость аккумуляторной батареи — важный показатель при выборе АКБ

Аккумуляторная батарея (АКБ) характеризуется рядом параметров,

и одним из основных является электрическая емкость. Электрической емкостью принято понимать способность проводника накапливать заряд, измеряемой в фарадах. Поэтому, если относить способность накопления энергии к аккумуляторным батареям, то следует принимать определение емкости аккумулятора. Измеряется емкость аккумуляторной батареи в ампер-часах, а сокращенно обозначается «А*ч». Это значение, вместе с другими характеристиками, указывается в технической документации аккумулятора и на его фирменной этикетке.

Емкость батареи

С точки зрения физики емкость аккумулятора измеряется в Кулонах (Кл), а не в А*ч, и она равна способности проводника отдавать энергию при силе тока в 1А за 1с времени. Поэтому параметры емкости аккумуляторных батарей C путают с электрическим зарядом Q (количеством электричества). Заряд Q [Кл] в свою очередь  равен [1А]*[1с], при переводе в часы [3600 Кл] = [1А]*[60*60]=[А*ч]. Автомобильные АКБ емкость измеряется в ампер-час (Ah), для мобильных устройств в миллиампер-час (mAh).

Упростим восприятие в виде формул:Также некоторые производители указывают емкость батарей в киловатт-часах (кВт*ч). Чтобы перевести кВт*ч в А*ч необходимо воспользоваться простой формулой мощности P=UI [Вт=В*А], I=P/U [А=Вт/В], таким образом чтобы перевести мощность в ампер-часы необходимо мощность P поделить на напряжение сети (220В/380В) и умножить на час.Номинальная электрическая емкость (С) задает количество электричества, отдаваемое аккумулятором при стандартном цикле разряда, который устанавливается в 10 или 20 часов. Другим условием разряда является конечное напряжение разряда 1,8 В на одну банку аккумулятора. Таким образом, АКБ с номинальным напряжением 12 В разряжается до 10,8 В.

Для определения разрядного тока (в амперах) следует разделить емкость (в ампер-часах) на длительность разряда (в часах).

Пример: АКБ емкостью 66 А*ч может работать 20 часов при токе разряда 66/20=3,3 (А).

Разумеется, это не означает, что эту батарею можно разряжать в течение 1 часа током 66 А – при увеличении разрядного тока емкость АКБ снижается, а большие значения тока недопустимы – пластины аккумулятора могут покоробиться.

Кроме номинальной емкости АКБ существует еще понятие резервной емкости. Резервная емкость определяет, сколько часов аккумулятор сможет питать бортовую сеть автомобиля при отказавшем генераторе. В этом случае резко возрастает разрядный ток, с учетом обогрева и освещения он составляет порядка 25 А. При такой нагрузке резервная емкость составляет ⅔ от номинальной.

Пример: Для АКБ номинальной емкостью 66 А*ч резервная емкость составит ⅔ х 66=44 (А*ч).

Ток 25 А в цепи эта батарея будет поддерживать в течении 44/25≈1,8 (А), т.е. менее 2 часов. На этикетке АКБ резервная емкость, если она указывается, приводится не в ампер-часах, а в минутах. Так, по примеру выше она будет порядка 100 минут.

Существует простое правило определения резервной емкости в минутах «навскидку» — для этого емкость АКБ в А*ч нужно умножить на 1,6. Проверим для нашего аккумулятора: 66 х 1,6≈106 (мин). Почти полное совпадение с предыдущим расчетом.

Номинальная емкость АКБ определяется целым рядом конструктивных и технологических ее характеристик, а также условиями эксплуатации. Среди основных влияющих факторов:

• химический состав электролита;
• размеры свинцовых пластин;
• количество и свойства активной массы.

Емкость зависит и от температуры окружающей среды. На каждый градус температуры ниже 20 °С емкость снижается примерно на 1 А*ч, т.е. при нулевой температуре АКБ может потерять 20 А*ч своей емкости.

Номинальная емкость АКБ не достигнет величин, теоретически рассчитываемых исходя из количества активных веществ в аккумуляторах, поскольку с электролитом взаимодействует не вся активная масса. Обычно коэффициент использования активной массы аккумуляторных пластин составляет 50-60%.

Как измерить емкость своего аккумулятора

Умея измерить емкость аккумулятора, можно проверить соответствие реальной емкости проставленной на этикетке для нового аккумулятора, а также периодически проверять ее для эксплуатируемого. Для проверки емкости необходимо провести цикл «заряд-разряд» – вначале полностью зарядить аккумулятор (как правило, рекомендуемым зарядным током в 10% от номинальной емкости до напряжения 14,4 В в течение 13-15 часов при зарядке полностью разряженной АКБ), а затем разрядить его для измерения электрической емкости до напряжения 10,8 В требуемым в соответствии с выбранной длительностью цикла разряда (10 или 20 часов) током разряда.

К АКБ необходимо подключить нагрузку, ток через нагрузку контролировать амперметром, а напряжение на клеммах АКБ измерять вольтметром. В качестве нагрузки можно использовать мощный электрический резистор (или реостат) сопротивлением в омах, вычисляемым по формуле R=U/I, где U – номинальное напряжение батареи (вольт), а I – разрядный ток (ампер).

Пример: При разряде 12-вольтовой батареи током 3,3 А сопротивление нагрузочного резистора должно составлять 12/3,3≈3,6 (Ом).

При отсутствии подходящего резистора или реостата в качестве нагрузки можно подключить одну или несколько соединенных параллельно автомобильных ламп накаливания. Поскольку на лампах, кроме номинального напряжения, обычно обозначается номинальная мощность в ваттах, лампы удобно подбирать по их мощности по формуле: P=U x I, где U – номинальное напряжение батареи (вольт), а I — ток разряда (ампер).

Пример: Для разряда АКБ с номинальным напряжением 12 В током 3,3 А к ней можно в качестве нагрузки подключить автомобильные лампы накаливания общей мощностью 12 х 3,3 ≈ 40 (Вт).

Если аккумулятор емкостью 66 А-ч выдержит испытание, то эти лампы, будучи к нему подключены, будут непрерывно гореть 20 часов, при этом напряжение на выводах аккумулятора не должно опускаться к концу цикла разряда ниже 10,8 В.

Как правильно выбрать аккумулятор для автомобиля по его емкости

Обычно чем выше рабочий объем двигателя, тем более мощный аккумулятор ему требуется. Правильно выбрать АКБ можно по приводимой ниже таблице.

Транспортное средство	Рабочий объем двигателя, л	Рекомендуемая емкость АКБ, А-ч
Легковой автомобиль	1-1,9	55-60
Грузовой автомобиль	1,6-10,9	77-140
Фура, автопоезд	7,2-17	190-200

Ориентировочно требуемую емкость АКБ можно определить, умножив квадратный корень из рабочего объема двигателя на 50.

Пример: 2-литровый двигатель требует АКБ емкостью 50 х √2≈70 (А-ч).

Если бортовая сеть автомобиля перегружена потребителями, либо двигатель автомобиля дизельный (требующий более мощного стартера), аккумулятор можно взять с запасом по емкости. Запас обеспечит пуск двигателя в холодное время года, когда реальная емкость АКБ уменьшается.

Но не следует эксплуатировать автомобиль с АКБ чрезмерно большой емкости – недостаточно мощный генератор окажется не в состоянии полностью зарядить разряженный аккумулятор, и преимущество в электрической емкости окажется мнимым. Также более мощный аккумулятор заставит более напряженно работать автомобильный стартер, что скажется на сроке его службы.

Как самостоятельно подобрать параметры оборудования?

I. Для расчета необходимой мощности инвертора и емкости АКБ необходимо знать:

1. Мощность конкретной нагрузки и время ее работы в сутки.

Например:

— мощность ламп освещения 200Вт, которые работают 5 часов в сутки.

— насос отопления мощностью 200Вт, который работает 10 минут в каждом часе – итого 4 часа в сутки.

— мощность холодильника рассчитывается исходя из его класса энергопотребления – класс А (самый высокий) мощностью 150Вт работает 7 часов в сутки (потребляет 1кВт/ч в сутки), класс В мощностью 200Вт работает 10 часов в сутки – 1,5кВт/ч в сутки.

— мощность телевизора 150-200Вт, который работает 4-8 часов в сутки.

2. Выясняем, какие из нагрузок могут работать одновременно. Например, освещение не может работать одновременно с газонокосилкой. В большинстве случаев все нагрузки могут работать одновременно.

НАПРИМЕР:

— освещение 200Вт, 5 часов в сутки;

— телевизор 150Вт, 8 часов в сутки;

— холодильник класса В, мощность 150Вт, 10 часов в сутки;

— насос котельной 200Вт, 4 часа в сутки;

II. Исходя из этих данных, вычисляем минимально необходимую мощность инвертора, которая определяет параметр максимальной мощности требуемого инвертора. Если максимальная мощность инвертора будет ниже данного значения, то инвертор не сможет обслуживать запуск электроприборов.
Суммируем потребляемую мощность всех электроприборов.
Добавляем удвоенную мощность самого мощного прибора из нелинейных нагрузок. Это такие приборы как насос, пылесос, электрическая газонокосилка, СВЧ-печь. В общем, любой прибор, где используется электромотор, а также некоторая специфичная техника как СВЧ-печи или мощные компьютерные блоки. Такие приборы маркируются значением cos( fi ) или коэффициентом нелинейности.
Умножаем данное значение на 1,2 – коэффициент запаса мощности.
Полученное значение используем для определения минимально необходимой максимальной мощности инвертора.

НАПРИМЕР:

Мин.мощность инвертора = (200+150+150+200+2*200) *1,2= 1500Вт.

Можно использовать инвертор с максимальной мощность 1,5кВт и выше.

III. Далее вычисляем необходимую емкость аккумуляторных батарей:
Узнаем среднее потребление в час (далее Р) исходя из реальных сведений (показания счетчика) или путем расчета из части I.
Узнаем необходимое время автономной работы – далее Т. Например, для дачи это обычно вечернее время 4-5 часов.
Вычисляем емкость 12-вольтовых батарей по формуле – Е = (Р*1000/12)*Т*1,2.

НАПРИМЕР:

1) Месячное потребление 100кВт/ч. Срок автономной работы 8 часов

Среднее потребление Р = (100кВт/ч) / 30 дней / 24 часа = 0,138кВт/ч.
Емкость батарей Е =( 0,138кВт/ч*1000/12) *8часов*1,2= 110 А/ч

2) Среднее потребление исходя из примера в п. I

Р = (200Вт*5часов + 150Вт*8часов + 1500Вт/ч + 200Вт*4) / 24 часа = 187Вт/ч или 0,187кВт/ч.
Емкость батарей Е =( 0,187кВт/ч*1000/12) *5часов*1,2= 93 А/ч

3) Если учитывать, что вечером постоянно работает освещение и телевизор, то вычисления будут такими:

Р =200Вт + 150Вт + (1500Вт/ч +200Вт*4) / 24 часа = 445Вт/час или 0,445кВт/час.
Емкость батарей Е =( 0,445кВт/ч*1000/12) *5часов*1,2= 222 А/ч

ИТОГО: Для данного примера минимально необходимый комплект:

1. Инвертор 1,5кВт

2. Аккумуляторная батарея 230А/ч.

*** При выборе инвертора после сделанных расчетов НЕОБХОДИМО делать запас по мощности для надежной и долговременной работы системы автономного электроснабжения.

***Также необходимо учитывать, что в реальности аккумуляторные батареи не работают в идеальных условиях (см.зависимость емкости батареи от температуры и скорости разряда) и очень желательно делать запас по емкости в 10-20%.

С учетом необходимого запаса следуют применять:

1. Инвертор 2,0кВт

2. Аккумуляторная батарея 300А/ч.

Для расчета мощности электростанции надо исходить из максимальной (пиковой) мощности нагрузки и прибавить 500-1000Вт, необходимых для заряда аккумуляторов. Если необходима значительная суммарная емкость АКБ, то точно рассчитать мощность, требуемую для зарядки, можно по формуле:

Рзаряда = (Емкость АКБ, А/ч) * 0,2 * 12.

 НАПРИМЕР: для примера выше мощность генератора можно рассчитать так:

Ргенератора1 = 1500Вт + 500Вт = 2000Вт. – просто прибавили 500Вт на заряд.

Ргенератора2 = 1500Вт + (300А/ч*0,2*12)Вт = 2220Вт.

Рекомендуюмая минимальная мощность генератора 2200Вт.

*** При выборе генератора (как и для инвертора) после сделанных расчетов желательно сделать запас по мощности для надежной и долговременной работы системы автономного электроснабжения. В данном случае лучше всего выбрать генератор мощностью 3000Вт.

Конфигуратор литиевой батареи V.2.1.2 Beta

C чего начать?

видеообзор №1

видеообзор №2

Шаг 1. Начните с главного.

Укажите требуемое напряжение и емкость, после чего нажмите кнопку «Подобрать конфигурацию». Конфигуратор рассчитает и отобразит варианты аккумуляторной сборки с платой БМС, зарядным устройством, проводами и разъемами.

Если вам известен требуемый долговременный ток, укажите его перед автоподбором во вкладке «Параметры для опытных пользователей».

На этом этапе, вы можете ознакомиться с предложенным выбором, изменить любой компонент на наиболее подходящий к вашему устройству. Ознакомиться со всеми характеристиками выбранного варианта и далее подобрать совместимые компоненты — корпус, зарядное устройство, BMS, провода и разъемы. Для контроля несовместимости программа подсвечивает окно ввода красным цветом.

Если вы нашли свой вариант, и определились с комплектующими, можно переходить к шагу 4.

Если предложенные на этом шаге варианты не подходят, приступаем к шагу 2.

Шаг 2. Уточните выбор в блоке «Параметры для опытных пользователей»

Для получения нужного результата, поэкспериментируйте с параметрами. После изменения значения в любом поле, конфигуратор заново пересчитывает результаты, показывает результирующие характеристики и проверяет компоненты на совместимость. Входные параметры которым не удовлетворяет один из компонентов батареи будет обведен красным цветом.

Шаг 3. Дополните вашу батарею.

Выберите компоненты — корпус, зарядное устройство, плата BMS. Конфигуратор по умолчанию учитывает складские остатки, и предлагает только подходящие к выбранному варианту батареи компоненты. От любого компонента можно отказаться, нажав кнопку

Нажатие на изображение компонента открывает окно с карточкой товара, чтобы подробнее ознакомиться с характеристиками.

Шаг 4. Можно оформлять!

Осталось определиться с проводами и разъемами в блоке «Опции». Напишите желаемую длину, выберите тип разъёма. Ознакомьтесь со стоимостью. Если всё в порядке, нажмите кнопку «Купить сборку».

определение понятия, как ее посчитать

Практически все устройства, работающие от электрического тока, оснащены аккумуляторными батареями. К ним можно отнести автомобили, ноутбуки, телефоны. Как правило, именно от емкости аккумулятора зависит время работы электрической техники. А сам объем также подвержен влиянию других параметров. Он может со временем уменьшаться при неправильном использовании устройства.

Что обозначает параметр

Характерным параметром для любой батарейки является его объем. Этот параметр обозначает количество времени, во время которого батарея может давать энергию подключенному устройству. Емкость измеряется в амперах, а обозначает этот показатель как ампер-час. Для совсем компактных АКБ обозначение идет в миллиамперах.

Единица измерения емкости ничто иное как произведение тока, при котором разряжается АКБ, на временной промежуток потери накопленного заряда. Иными словами, батарея емкостью в 40 А/ч, способна отдавать 40 Ампер за час работы.

Связь параметра с энергией

Достаточно частое заблуждение в том, что объем АКБ считается показателем, который характеризует энергию накопленной батарейкой. Способность к накоплению заряда является зависимым напрямую от напряжения. Исходя из этого можно сделать вывод — чем большее напряжение батареи, тем больше она способна накопить количество энергозаряда. Электрическая энергия является перемножением тока при заряде, напряжении самой батареи и времени протекании тока. Выражается это все уравнением:

В приведенном примере используются такие обозначения, как:

• W – числовой показатель накопленной энергии, Джоуль;
• U – напряжение батареи, Ватт;
• I – значение постоянного тока, Ампер;
• Т — Время разряжения батареи, час.

А так как время разряда и постоянный ток дают объем аккумулятора, можно вывести другую формулу энергии:

Эта формула показывает, как связана энергия и объем АКБ. Если подключить последовательно несколько батареек с одинаковым значением объема, то числовое значение энергии представится как перемножение электроэнергии одного элемента помноженное на количество в связке.

Важно! Некоторые производители батарей не указывают емкость в амперах час, а показывают числовое значение запасаемой энергии в Ватт час.

Показатели, влияющие на емкость

Емкость аккумулятора не является одиночным показателем, который независим. На самом деле он прямо зависит от многих параметров АКБ. К ним можно отнести резервную, энергетическую емкость. Они прямо влияют на номинальное значение.

Энергетическая

Такой показатель АКБ, как энергетическая емкость измеряется в Вт/элементах. Этот параметр указывает на то, что аккумулятор способен отдавать заряд на протяжении некого периода времени с постоянной мощностью. Как правило, временной промежуток составляет 1/4 часа или менее. Такой параметр наиболее популярен за рубежом, но сейчас набирает известность и в России.

Для того, чтобы приблизительно рассчитать энергетическую емкость аккумулятора, которая измеряется в Ампер-час, обозначается как Вт/ч, нужно воспользоваться формулой:

В расчете емкости аккумулятора используются такие обозначения, как:

• Q – энергетическая емкость АКБ, получаемая в ходе расчётов;
• W – объем аккумулятора, Вт/ч.

По итогу получается простое разделение временного промежутка. При покупке аккумуляторов стоит смотреть на обозначения его энергетического объема.

Резервная

Также у АКБ есть еще один параметр, который характеризует его работоспособность. К ней относится резервный объем батареи. Как правило, такой параметр характерен для аккумуляторов автомобилей.

Эта характеристика говорит о том, что АКБ способно питать движущийся автомобиль, его устройства в то время, когда штатный генератор авто вышел из строя. Резервная измеряется во времени (минуты), за которое разряжается акум с током величиной 25 А.

Для вычисления номинальной емкости АКБ по известным показателям резервной используют следующую формулу:

В уравнении используются такие обозначения емкости:

• Q – номинальная;
• Т – резервная.

Емкость аккумулятора и его заряд (заряженность)

Довольно часто пользователи приравнивают такие показатели как объем батареи и ее заряд или заряженность. Это в корне неправильно и считается ошибочным заблуждением.

На самом деле емкость аккумулятора обозначит максимальное значение потенциала батареи. По-другому это говорит о том, что батарея способна накопить некоторое количественное значение энергии при заряжённом состоянии.

А вот заряд АКБ обозначает энергию, которая требуется для питания нагрузки. Из этого вытекает, что обозначения зарядов одной батареи бывает разным, и это подчиняется в первую очередь времени заряженности аккумулятора. А вот объем как в разряженном, так и в заряженном положении не изменяется.

Для лучшего понимания этих сравнений требуется представить бокал, наполненный жидкостью. Объем стакана есть емкость, а вот уже количество воды в нем — это заряд. Значит, что емкость АКБ никак не зависит от количества заряда в нем.

Факторы, влияющие на емкость

Также номинальная емкость может зависеть от других факторов. Например, о тока разряда, температуры эксплуатации, типичного устаревания, износа АКБ.

Ток разряда

Большинство показателей, которые указаны на корпусе батареи от производителя, вычисляются в ходе тестовых замеров. Например, ток разряда замеряют при стандартных временных промежутках как 10, 20 или 100 часов. На корпусе будет соответствующее обозначение объема Q10, 20 и 100, или тока разряда I10, 20 и 100.

И чтобы вычислить показатель тока, который протекает через нагрузку, необходимо просто разделить показатель на количество часов. Например, таким образом:

Но не стоит воспринимать это как пропорциональность тока разряда и времени. Они не являются пропорциональными величинами. Например, при разряжении батареи за 15 минут ток не будет равным произведению Q20 х 4.

Конечное напряжение разряда

При каждом цикле разряда напряжение на батареи падает, а когда числовое значение приблизится к конечной отметке, АКБ следует отключить. Как правило, аккумулятор при достижении этой границы просто перестает питать устройства.

И если аккумулятор способен продолжать питать устройство на достаточно низких показателях напряжения, то его объем, как правило, намного выше тех, которые отключаются на этой же отметке.

Важно! Если продолжать использовать батареи при конечном напряжении разряда, то произойдёт глубокий разряд батареи. Этого не следует допускать слишком часто так как такие условия способствуют износу батареи, конечному выводу из строя.

Износ аккумулятора

У каждой батарейки на корпусе стоит численное обозначение его номинальной емкости. Как правило, это обязательная метка от производителя. Но не всегда указанные значения соответствует действительным показателям. Аккумулятор может терять свой объем по некоторым причинам. Например, такой износ емкости аккумулятора характерен в таких случаях, как:

• Долгое хранение на складе;
• Активная эксплуатация;
• Неправильный заряд, а также разряд устройства.

Даже простая эксплуатация приводит к устареванию батареи. Аккумуляторам свойственно терять свою емкость из-за разрушения внутренних пластин. По этой причине АКБ уже не может вобрать заявленное количество энергии, длительно обеспечивать питание устройств.

Температура

Использование аккумулятора необходимо производить в рекомендуемом диапазоне температур. Но, как правило, часто такие параметры игнорируются по причине невозможности им следовать. Например, нередко на морозе активно пользуются смартфонами и объем от этого падает.

Температура прямо влияет на показатель емкости АКБ. При повышении температуры со стандартных 20 до 40 градусов приведет к повышению номинальной на целых 5 %. А вот понижение до 0 приведет к уменьшению показателя на 15 %. При эксплуатации АКБ при минусовых температурах уменьшает показатель на 25 и больше.

Совет! При использовании аккумулятора при минусовых температурах следует учитывать падение емкости, возможные отклонения в корректности работы устройства.

Как проверить емкость аккумулятора

Довольная частая практика производить измерение параметра объема аккумулятора при покупке устройства бывшего в употреблении. Также некоторые измеряют совершенно новые батареи. Это не обязательно совершать, но полученные данные помогут корректно определить состояние работоспособности АКБ.

Популярный метод измерение — это способ контрольного разряда. Его можно называть классическим, часто применимым. Контрольный разряд — это процедура заключается в полном заряде батарее и последующим разряде при помощи постоянного тока. Во время процедуры засекают промежуток, за который АКБ потеряет заряд. После чего достаточно вставить полученные цифры в стандартную формулу по расчёту емкости аккумулятора:

В формуле используются обозначения:

• Q – емкость батареи;
• I – ток, используемый для разряда;
• Т — время, которое аккумулятор тратит чтобы полностью разрядится.

Важно! Для того, чтобы получить максимально точный результат требуется подобрать показательно постоянного тока таким образом, чтобы общее время для полного разряда составило от 8 до 20 часов.

После расчёта требуется сравнить вычисленное числовое обозначение с указанными цифрами от производителя. Если номинальный показатель аккумулятора больше реального на 60-65 % и более, то АКБ следует заменить. Такое сильное отклонение говорит о том, что батарея сильно изношена и дальнейшая ее эксплуатация приведет к быстрому выходу их строя.

Внимание! Если отклонения в числовых значениях около 30 %, а аккумулятор новый, то такое может говорить о том, что АКБ долго не использовался по назначению. В случае недолгой эксплуатации АКБ такой исход случается при глубоком разряде.

Казалось бы, что метод измерения достаточно прост. Но и у него есть свои недостатки. Среди них числятся:

• Необходимость прервать использования батареи на длительный срок;
• Замирение показателей происходит длительный период;
• Точность расчёта зависит от постоянного наблюдения.

Производители в курсе таких манипуляций и их сложности, именно поэтому многие устройства имеют возможность производит самостоятельную диагносту. Процедура происходит быстро, достаточно несколько секунд, чтобы узнать о состоянии аккумулятор. Но на данный момент технология не совершенна и полученные результаты могут быть далекими от реальности.

Как вычислить емкость, требуемую для питания устройства

Чтобы выяснить требуемый минимальный порог емкости для того или иного устройства, нужно использовать формулу:

В формуле расчёта емкости используются такие обозначения, как:

• Q – требуемая емкость батареи, Ам*ч;
• Р – данная нагрузка, Вт;
• V – напряжение АКБ;
• Т – время, на протяжении которого необходимо питать устройство в часах;
• К – коэффициент, обозначающий разрешимо потребления энергии устройством.

Применение коэффициента при расчете необходимо для того, чтобы учесть возможность неполной разрядки батареи. Например, если давать устройству разряжать аккумулятор на 30 % и после этого сразу же заряжать, то это позволит пережить устройству более 1000 циклов. Но использовать треть возможностей не удобно, так как придется постоянно производить подзарядку. Если установить коэффициент 0.7, то батарейка будет разряжаться до 70%.

Например,  в наличие есть нагрузка около 500 Вт, которую необходимо резервировать около трех часов. Для стандартной 12 Вт батарейки получится следующий расчёт емкости аккумулятора:

Таким образом можно получить минимальный порог значения параметра для аккумулятора. Но стоит взять с запасом, процентов на 20.

Важно! Не стоит брать аккумуляторы с излишне большим объемом, это может негативно сказаться на устройстве, которое питается батареей.

 

Емкость аккумулятора — это характерный показатель качества и работоспособности батареи, она зависит от многих параметров. На него следует ориентироваться при приобретении АКБ для различных устройств. Чем больше этот параметр батареи, тем большее количество времени он сможет обеспечивать энергией устройство.

формулы для расчета основных параметров

Правильный подбор источника бесперебойного питания является неотъемлемым залогом надёжности системы электроснабжения. Параметры ИБП должны быть строго сопоставимы с нагрузкой, которая будет подключена к ИБП. Иначе источник бесперебойного питания не принесёт желаемой пользы, а деньги будут потрачены напрасно.

Как рассчитать бесперебойник? Для этого необходимо учесть ряд параметров, ключевым из которых является мощность. Если вы купите ИБП, обладающий мощностью меньшей в сравнении с нагрузкой, то он просто не будет работать. Чтобы достаточно точно посчитать мощность необходимо вспомнить немного физики.

Коэффициент мощности нагрузки или по-другому Power Factor имеет очень важное значение при расчете мощности бесперебойника. Эта цифра показывает какую долю мощности реально потребляет нагрузка, то есть активная мощность. Если рассматривать нагрузку как идеальное сопротивление, то в этом случае значение коэффициента будет равно единице, что является максимальным значением. Конденсаторы и катушки не являются потребителями мощности, поэтому для них значение коэффициента равно нулю. В оборудовании возможно преобладание как емкостной, так и индуктивной составляющей.

К оборудованию с ёмкостной составляющей относятся компьютеры и серверы. Индуктивная составляющая присутствует в устройствах с электродвигателями, это может быть насос, кондиционер и т. п. Эта информация необходима в том случае, когда ИБП будет защищать оборудование разного типа, так как у первых коэффициент мощности стремится к единице, а у вторых находится в интервале от 0,8 до 0,9. В таком случае необходимо найти средний коэффициент мощности, чтобы получить точный результат.

Как рассчитать мощность ИБП, зная коэффициент мощности нагрузки? Чтобы вычислить мощность необходимо перемножить номинальную мощность ИБП на коэффициент мощности. В результате операции получается число, которое показывает максимальную активную мощность, которую сможет обслуживать источник бесперебойного питания. Например, мощность ИБП составляет 100 кВА, а коэффициент мощности нагрузки равен 0,9. В таком случае активная мощность нагрузки составит 90 кВт. Суммарная мощность нагрузки не должна превышать 90 кВт, а лучше если она будет несколько меньше.

Таких сложностей при расчёте мощности можно избежать, если использовать в качестве показателя выходной мощности бесперебойника. В таком случае расчет источника бесперебойного питания будет выполнен без ошибок. Большая ошибка сопоставлять мощности, выраженные в вольт-амперах и ваттах, так как величины значимо отличаются.

Также следует учитывать то, что потребляемая техникой мощность может быть несколько ниже номинальной. Такое может быть в самых различных случаях. Например, если рассматривать компьютеры, то их мощность в большинстве случаев определяется по мощности блока питания. Но не во всех случаях такой алгоритм расчёта является верным. Так, например, на компьютере может установлен блок питания, имеющий мощность 450 Вт, но суммарная мощность компонентов компьютера всего 120 Вт. Таких особенностей может быть очень много и их нужно учесть, выполняя расчет бесперебойника.

Другая ситуация, которую нужно учесть, чтобы произвести расчет работы ИБП связана с холодильником. Например, он может иметь мощность в 250 Вт, но стоит учитывать, что работает холодильник не постоянно, а только через некоторые промежутки времени. В таком случае необходимо узнать годовое потребление электроэнергии. В расчётах необходимо использовать это значение, делённое на 9. Следует заметить, что мощность нагрузки необходимо считать в ваттах.

На некоторых сайтах можно встретить расчет мощности ИБП онлайн, но они не могут выдать точных данных, потому что не учитывают подобных нюансов. Если же вы всё-таки решитесь воспользоваться подобными сервисами, то в добавок к полученному результату необходимо добавить порядка 20%. Немаловажно задуматься о перспективе роста мощности нагрузки. При росте нагрузки в будущем, лучше сразу приобрести более мощный ИБП. Аналогичная ситуация обстоит с сервисами, которые позволяют произвести расчет времени работы ИБП онлайн.

Расчёт АКБ

Второе, что нужно знать о том, как рассчитать источник бесперебойного питания, это емкость АКБ. Аккумуляторные батареи обеспечивают питание нагрузки при отсутствии питания в магистральной сети.

Если требуется расчет емкости ИБП для заданной мощности и времени работы, то применяется простая формула:

Емкость= 100*время*мощность нагрузки

Время автономной работы выражается в часах, а мощность нагрузки в киловаттах. Обращаем ещё раз внимание, что мощность выражается не в вольтамперах. Например, источник бесперебойного питания защищает компьютер с мощностью 500 Вт (0,5 кВт). Источник бесперебойного питания должен обеспечить время работы равное 2 часам. При таких условиях формула, позволяющая произвести расчет емкости батарей для ИБП приобретает следующий вид:

100*0,5кВт*8ч=400 Ач

Таким образом для нагрузки с мощностью 500 Вт для обеспечения работы в течение 8 часов необходима ёмкость аккумуляторов равная 400 Ач. Такой расчет емкости аккумулятора для ИБП применим для АКБ с напряжением 12 В. Кроме того, нужно учесть, что формула пригодна для длительного времени работы от аккумулятора, а именно порядка 9-10 часов. Это обусловлено тем, что зависимость ёмкости аккумулятора от времени заряда не имеет линейный характер на всём протяжении.

Если время работы меньше, то необходимо вводить поправки. Это связано с тем, что при маленьком времени ток разряда большой и аккумулятор отдаёт нагрузке только некоторую часть своей ёмкости. Так, если необходимо время работы в 30 минут, то результат надо поделить на два, для 2 часов уменьшить на 40%, для 4 часов – 30%, для 6 часов – 40%. Чтобы определить точно значение необходимо использовать точное значение КПД инвертора, который установлен на ИБП и сопоставить данные с кривого разряда определённого типа аккумуляторов.
  
После того, как найдена суммарная ёмкость, необходимо выполнить расчет количества аккумуляторных батарей для ИБП. Чтобы его выполнить нужно суммарную ёмкость разделить на ёмкость одного аккумулятора. В нашем случае суммарная ёмкость составила 400 Ач. Предположим, что ёмкость одного аккумулятора равна 50 Ач. В таком случае нам понадобится 8 таких аккумуляторных батарей.

Время работы

Многих пользователей интересует время работы, которое сможет обеспечить тот или иной бесперебойник. Как рассчитать время работы бесперебойника? Для этого необходимо знать мощность подключенной нагрузки к ИБП, коэффициент полезного действия инвертора и суммарную ёмкость АКБ.

Суммарный расчет аккумуляторных батарей для ИБП производится крайне просто. В большинстве случаев источники бесперебойного питания содержат в себе типовые аккумуляторы. Чтобы выполнить суммарный расчет батарей для ИБП нужно умножить их количество на ёмкость одной аккумуляторной батареи.

Чтобы расчет времени автономной работы ИБП КПД инвертора рекомендовано принимать равным 0,85. Суммарная мощность нагрузки должна быть выражена в ваттах. О том, как её найти мы говорили в начале статьи.

Расчет времени работы ИБП проводится по следующей формуле:

Время=суммарная ёмкость акб*напряжение акб*(КПД инвертора/мощность нагрузки)

Полученное значение является приближённым и может меняться в процессе срока службы источника бесперебойного питания. Расчет времени ИБП является приближённым, так как время зависит от износа АКБ и условий эксплуатации, в основном от температуры воздуха. Так, например, рост температуры на один градус после отметки 40°C снижает ёмкость аккумулятора на 5%, что является очень существенным. Для максимального срока службы рекомендовано понижать нагрузку на бесперебойник на каждые 10 градусов после 25°C на 20%. Или же можно организовать хорошую систему охлаждения и не допускать вообще какого-либо роста температуры, за что источник бесперебойного будет только благодарен.

Если подобные расчёты для вас являются непонятными, то вы можете обратится к специалистам в этой области или же использовать специальный калькулятор — программа расчета ИБП. Однако, в этом случае необходимо использовать проверенный софт, созданный профессионалами, чтобы избежать ошибок и неверного выбора ИБП. Плюсом таких программ является расчет трансформаторов ИБП. При расчёте можно выбрать тип сердечника у трансформатора. При вычислениях учитываются потери, которые возможны в сердечнике и медных проводах.

Возможны случаи, когда нет необходимости в абсолютно точных данных. В таком случае можно воспользоваться специальными таблицами, в которых приведено время автономной работы для различных видов источников бесперебойного питания. Данные таблицы включают в себя время работы в зависимости от ёмкости аккумуляторных батарей и суммарной мощности нагрузки. Таким образом, вы можете сопоставить свои данные с табличными и узнать примерное время.

Зная то, как рассчитать ИБП можно сделать наиболее правильный выбор ИБП. Теперь вы знаете, что время автономной работы зависит не от мощности ИБП или от суммарного напряжения АКБ, а от ёмкости аккумуляторов. Поэтому при выборе ИБП нужно отдавать предпочтение с большей ёмкостью аккумуляторов при соответствии с заданной мощностью. Такой выбор позволит обеспечить максимальную автономность.

Калькулятор емкости аккумулятора (ампер-час)

Введите общее напряжение и ватт-часы батареи в калькулятор, чтобы определить емкость батареи, также известную как ампер-часы.

Формула емкости аккумулятора

Для расчета емкости аккумулятора в ампер-часах используется следующая формула:

E = V * Q

• Где E — энергия, запасенная в аккумуляторе, в ватт-часах
• В — напряжение батареи
• , а Q — емкость

Переставляя это уравнение, мы находим, что,

Q = E / V

Эта формула используется калькулятором выше для определения ампер-часов.

Определение емкости аккумулятора

Емкость аккумулятора определяется как общий запас энергии, который может удерживать аккумулятор.

Как рассчитать емкость батареи в ампер-часах

Следующий пример представляет собой пошаговое руководство по расчету емкости аккумулятора в ампер-часах.

1. Первым шагом к решению этой проблемы является анализ уравнения E = V * Q, чтобы увидеть, какие переменные нам нужно решить для определения емкости. Поскольку Q — это емкость в ампер-часах, нам нужно найти как запас энергии E, так и напряжение V.
2. Следующим шагом является определение общей энергии, хранящейся в батарее. Эта единица измерения обычно измеряется в ватт-часах и часто предоставляется производителем аккумуляторов в виде опубликованных данных. (или автомобиль, если вы говорите об электромобилях.) В этом примере мы примем это значение за 1000 ватт-часов.
3. Затем вы должны определить общее напряжение энергии, накопленной или излучаемой батареей. Это также обычно публикуемые данные, и чаще всего они составляют около 120 вольт, поэтому мы будем использовать это значение в качестве примера в этой задаче
4. Последний шаг — вставить эту информацию в формулу выше, поэтому Q = E / V = ​​1000 / 120 = 8.333 ампер-часов.
5. Анализируйте результаты и применяйте полученные знания для решения будущих задач.

FAQ

Какая емкость аккумулятора?

Емкость аккумулятора определяется как общий запас энергии, который может удерживать аккумулятор.

Что такое рейтинг C батареи и как рассчитать коэффициент C

Скорость заряда и разряда батареи контролируется параметром C Rates. Рейтинг батареи C — это измерение тока, при котором батарея заряжается и разряжается.Емкость аккумулятора обычно рассчитывается и обозначается как 1С (ток 1С), это означает, что полностью заряженный аккумулятор емкостью 10 Ач должен обеспечивать 10 А в течение одного часа. Та же самая батарея на 10 Ач, разряженная с рейтингом 0,5C, будет обеспечивать 5 ампер в течение двух часов, а при разряде со скоростью 2C она будет обеспечивать 20 ампер в течение 30 минут. Рейтинг батареи C важно знать, так как для большинства батарей доступная накопленная энергия зависит от скорости токов заряда и разряда.

ТАБЛИЦА ЗАРЯДА БАТАРЕИ

В приведенной ниже таблице показаны различные номиналы аккумуляторов с указанием времени их обслуживания. Важно знать, что даже несмотря на то, что при разряде батареи при разных скоростях C должны использоваться те же расчеты, что и идентичное количество энергии, в действительности, вероятно, будут некоторые внутренние потери энергии. При более высоких скоростях C некоторая часть энергии может быть потеряна и превращена в тепло, что может привести к снижению мощности на 5% или более.

Чтобы получить достаточно хорошие показания емкости, производители обычно оценивают щелочные и свинцово-кислотные батареи как очень низкие 0.05C, или 20-часовая разрядка. Даже при такой низкой скорости разряда свинцово-кислотные батареи редко достигают 100-процентной емкости, так как батареи имеют переоцененные характеристики. Производители предоставляют компенсацию мощности для корректировки несоответствий, если она разряжается с более высокой скоростью, чем указано.

КАК РАССЧИТАТЬ НОМЕР АККУМУЛЯТОРА

Рейтинг C батареи определяется временем, в течение которого она заряжается или разряжается. Вы можете увеличить или уменьшить показатель C Rate, и в результате это повлияет на время, необходимое для зарядки или разрядки аккумулятора.Время заряда или разряда C Rate изменяется в зависимости от номинала. 1С равен 60 минутам, 0,5С — 120 минутам, а рейтинг 2С равен 30 минутам.

Формула проста.

 t = Время
Cr = C Скорость

t = 1 / Cr (для просмотра в часах)
t = 60 минут / Cr (для просмотра в минутах) 

0.5C Пример скорости

• 2300 мАч Аккумулятор
• 2300 мАч / 1000 = 2.3A
• 0.5C x 2.3A = 1.15A доступно
• 1 / 0.5C = 2 часа
• 60/0.5C = 120 минут

2C Пример скорости

• 2300 мАч Батарея
• 2300 мАч / 1000 = 2.3A
• 2C x 2.3A = 4.6A доступно
• 1 / 2C = 0,5 часа
• 60 / 2C = 30 минут

30C Пример скорости

• 2300 мАч Аккумулятор
• 2300 мАч / 1000 = 2.3A
• 30C x 2.3A = 69A доступно
• 60 / 30C = 2 минуты

Вы можете увидеть пример скорости 30C в таблице данных для Power Sonic 26650 LiFePO4 power cell

Вы можете использовать приведенную ниже формулу для расчета выходного тока, мощности и энергии батареи на основе ее класса C.

 Er = Номинальная энергия (Ач)
Cr = C Скорость
I = ток заряда или разряда (амперы)

I = Cr * Er
Cr = I / Er 

КАК УЗНАТЬ РЕЙТИНГ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ

Аккумуляторы меньшего размера обычно имеют рейтинг 1С, который также известен как один час. Например, если ваша батарея имеет маркировку 3000 мАч при одночасовом расходе, то рейтинг 1С составляет 3000 мАч. Обычно вы можете найти показатель C вашей батареи на этикетке и в паспорте батареи. Батареи разного химического состава иногда показывают разную скорость разряда, например, свинцово-кислотные батареи обычно рассчитаны на очень низкую скорость разряда, часто равную нулю.05C, или 20-часовой тариф. Химический состав и конструкция вашей батареи будут определять максимальную скорость разряда вашей батареи, например, литиевые батареи могут выдерживать гораздо более высокие скорости разряда, чем другие химические вещества, такие как щелочные. Если вы не можете найти номинал батареи C на этикетке или в техническом паспорте, мы рекомендуем обратиться напрямую к производителю батареи.

Емкость литиевой батареи по сравнению со свинцово-кислотной при различных токах разряда

ПРИЛОЖЕНИЯ, ТРЕБУЮЩИЕ ВЫСОКИХ СТАВОК

На рынке появляется все больше приложений и устройств, для которых требуется аккумулятор с высокой скоростью разряда.К ним относятся промышленные и потребительские приложения, такие как радиоуправляемые модели, дроны, робототехника и пусковые устройства транспортных средств. Все эти приложения требуют мощного всплеска энергии за короткий промежуток времени.

Для большинства пусковых устройств может потребоваться разряд до 35 ° C, а в радиоуправляемой промышленности используются батареи с высокой скоростью разряда до 50 ° C! На рынке есть некоторые батареи, которые требуют еще более высоких показателей C, основанных на максимальной скорости импульсного разряда, при которой батарея полностью разряжается всего за несколько секунд.Однако большинству приложений не требуются такие высокие ставки C.

Если вам нужна помощь в поиске батареи, подходящей для вашего приложения, свяжитесь с одним из инженеров Power Sonic.

Выбор и зарядка литиевых батарей для жилых автофургонов

Категории: Блог, Литий

Если вы владелец дома на колесах или надеетесь им вскоре стать, вам хорошо известны различные размеры и варианты транспортных средств для отдыха, доступных на…

Подробнее…

Что такое сульфатированная батарея и как ее предотвратить?

Категории: Блог, Аккумуляторы

Сульфатирование — это образование или накопление кристаллов сульфата свинца на поверхности и в порах активного материала батарей »l…

Подробнее…

Глоссарий терминов по аккумуляторам

Категории: Блог, Аккумуляторы

Этот глоссарий технических терминов разработан, чтобы помочь вам понять часто используемые термины в индустрии аккумуляторных батарей.Активный материал T…

Подробнее…

Расчет батарей для энергосистем

Поскольку с помощью расчетов вы можете определить срок службы и емкость вашей батареи, вы можете использовать эти цифры, чтобы выбрать лучшую батарею на рынке. Когда вы знаете, какой ток выдает аккумулятор, вы сможете согласовать такой выход с вашей нагрузочной способностью. Обратите внимание, что зависимость между емкостью аккумулятора и нагрузкой не обязательно линейна.

Хотя производители привыкли проводить разные измерения мощности, New York Engineers может легко их расшифровать и выяснить, не является ли производитель безобразным. Если вы не разбираетесь в технологиях, может быть сложно понять технические данные, отображаемые на батареях. Многие люди в конечном итоге попадают на батареи низкого стандарта, потому что они не смогли интерпретировать технические данные. Легко поддаться соблазну, что более высокое напряжение преобразуется в высокопроизводительную батарею, если у вас нет опыта работы с этими батареями.С нашими инженерами вы в безопасности.

Технические характеристики — не единственная метрика, которую следует использовать при выборе лучших батарей на рынке. Эти батареи бывают разного химического состава от никелевых, литиевых до свинцово-кислотных. Литиевые батареи, например, энергоемки, поэтому они часто используются в портативных устройствах, таких как фонарики, лампочки и смартфоны.

Свинцово-кислотные батареи

должны быть знакомы к настоящему времени, поскольку они были доступны много лет назад. Однако существуют разновидности этих батарей.У нас есть влажные, гелевые и AGM аккумуляторы, а аккумуляторы AGM (Absorbed Glass Mat) находятся на переднем крае технологий благодаря их удобству и необслуживаемости. Какой аккумулятор лучше, зависит от ваших приложений! Наши инженеры могут помочь вам выбрать аккумулятор, соответствующий вашим пожеланиям.

Аккумуляторы

AGM, как известно, герметичны и не требуют обслуживания. По этой причине не существует периодической подпитки воды, как в случае свинцово-кислотных аккумуляторов глубокого цикла. Тем не менее, будьте уверены, что при покупке этих аккумуляторов вы обанкротитесь.Свинцово-кислотные батареи старые, объемные, но более доступные. Они все еще используются в сегодняшних приложениях, несмотря на их потребность в регулярном техническом обслуживании.

Калькулятор емкости аккумулятора | jCalc.NET

Калькулятор размера батареи рассчитывает требуемую емкость батареи в ампер-часах (Ач) на основе нагрузки, продолжительности и уровня разряда.

Параметры:

• Тип нагрузки (ампер или ватт): Выберите единицы, в которых будет указана нагрузка, ампер или ватт.
• Нагрузка (ватт) : Если тип нагрузки — ватт, укажите нагрузку в ваттах, например 100 Вт. Используйте и среднее значение, если это циклическая нагрузка.
• Нагрузка (ампер): Если тип нагрузки — ампер, укажите ток в амперах, например 10 А.
• Напряжение (В) : Укажите напряжение батареи, если тип нагрузки — ватт.
• Требуемая продолжительность (часы): Укажите продолжительность, в течение которой должна подаваться нагрузка.
• Тип батареи: Выберите тип батареи, свинцово-кислотную или литий-ионную.
• Оставшийся заряд (%): Укажите требуемый остаток заряда. Чтобы продлить срок службы аккумулятора, свинцово-кислотный аккумулятор не следует часто разряжать ниже 50%, а литий-ионный аккумулятор ниже 20%. Обратите внимание, что 0% — это разряженная батарея, а 100% — полная батарея.

Результат:

• Требуемый размер батареи (Ач) : Рекомендуемый размер батареи в Ач.

Текущий расчет:

• Если нагрузка указана в ваттах, ток I рассчитывается как:

\ (I = \ dfrac {P} {V} \)

, где P — мощность в ваттах, а V — напряжение в вольтах.

Литиевые -ионные батареи:

• Требуемый размер батареи \ (B_ {li-ion} \) для литий-ионных батарей рассчитывается калькулятором размера батареи как:

\ (B_ {li-ion} = \ dfrac {100 \ cdot I \ cdot t} {100 — Q} \)

, где I — ток в амперах, t — продолжительность в часах и Q — требуемый оставшийся заряд в процентах.

Свинцово-кислотные батареи:

• Мощность свинцово-кислотных аккумуляторов пропорциональна скорости разряда. Обычно они рассчитаны на время разряда более 20 часов. Например, аккумулятор на 20 Ач может обеспечить ток 1 А в течение 20 часов, что составляет 20 Ач.
• Емкость аккумулятора снижается примерно на 62%, если он разряжается за 1 час. Например, если та же самая батарея на 20 Ач разряжается за один час, она может выдавать только 12,4 А за один час, что составляет 12.4 А. Калькулятор размера батареи снижает характеристики батареи линейно в зависимости от этой характеристики.
• Требуемый размер батареи \ (B_ {свинцово-кислотный} \) для свинцово-кислотных батарей рассчитывается калькулятором размера батареи как:

\ (B_ {свинцово-кислотный} = \ dfrac {100 \ cdot I \ cdot t} {(100-Q) \ cdot (0,02 \ cdot t + 0,6)} \)

, где I — ток в амперах, t — продолжительность в часах, а Q — требуемый оставшийся заряд в процентах.

Расчет батареи

Факторы

Первичный и, конечно же, самый важный фактор — это ожидаемая нагрузка от батарей. хранить. Используя мощность нагрузки, которую вы рассчитали для ежедневного потребления электроэнергии. нагрузки, преобразуйте это в меру того, как измеряются аккумуляторные батареи. Аккумуляторы измеряются в ампер-часах (AHr.).

Ампер-часы

На примере 157.4 Ватт-часов в день со страницы начала работы и при условии, что аккумуляторная батарея будет 12 вольт, вы получите 13,1 ампер-часов. Математика так же, как и раньше, на этот раз делим ватт-часы на батарею напряжение (157,4 12В = 13,1 Ампер-часов)

Накладные расходы системы

Каждый раз, когда вы конвертируете электричество, как от солнечных гальванических панелей, в напряжение батареи, которое вы фактически преобразуете солнечная энергия (электричество) в химический склад (аккумулятор). Транспортировка власть над проводами и соединениями вы теряете некоторую мощность . Используя опыт, математику и отраслевые слухи, мы используем коэффициент потерь 20%. для аккумуляторов и 2% для эффективного солнечного контроллера заряда. Провода и соединения — это еще 5% потерь при низком напряжении и 2% потерь при 120 В. проводка. Фактор потери батареи необходимо учитывать при хранении батареи. Мы называем эту часть расчета требуемым загруженным дневным AHr. Если мы используем 25% (для потерь батареи и контроллера заряда) теперь нам требуется 15,7 Ач (13,1 Ач X (1 + 25%) = 16,4 Ач.)

Резервные дни

Все бы хорошо, если бы солнце гарантированно сияли одинаково каждый день. Теперь нам нужно учитывать, сколько дней емкости вы хотите, чтобы ваши батареи продержались, пока солнце не выйдет из облака или вам нужно включить генератор. Предположим, вы хотите 2 полтора дня резервного времени. Это доведет ваше требование до 14 Ампер-часы батареи (15,7 Ампер-часа X 2,5 дня = 41 Ампер-час) аккумулятор с рассчитанным запасом.

Старение аккумулятора

Аккумуляторы, если их правильно взять забота о нем будет долгие годы жизни. Однако батареи стареют время и теряют часть своего потенциала. Потому что батарейный массив будет работать на уровне самой слабой батареи установка новых батарей в старую батарею массив — это отходы (см. добавление батарей). Лучше всего учесть потерю сейчас, так как это также поможет вам держите DOD вниз (скоро! читайте до следующего пункта!). Нет неразумно использовать коэффициент 20% для учета старения батареи, поэтому ваша батарея теперь требуется 49.2 AHr. (41 Ач X (1 + 20%) = 49,2)

Температура батареи

Потому что они основаны на аккумуляторы электрохимического процесса теряют мощность на морозе. Если вы собираетесь используйте вашу систему зимой или в межсезонье и храните их на улице или в неотапливаемом помещении ваши батареи будут нужно снизить рейтинг. Если вы используете батареи круглый год, это важный фактор. Большинство производителей аккумуляторов предоставляют таблицы снижения номинальных значений на основе от температуры батареи. Мы пока оставим этот фактор вне нашего примера. потому что многие из вас используют свои системы только летом и в межсезонье (см. снижение номинальных значений температуры).

Глубина разряда (DOD) это очень важно!

DOD мера того, насколько глубоко аккумулятор разряжен. Когда батарея заряжена на 100%, DOD составляет 0%. Ампер-часы, снятые с полностью заряженного элемента или батареи, выражаются как процент от номинальной мощности. Например, если 25 Ач удаляются из 100 Ач аккумулятор, его глубина разряда составляет 25%, а аккумулятор находится в состоянии 75% заряда.

ОК, с принятым определением забота о том, почему DOD является важной частью расчета емкости аккумулятора? Сначала другое определение:

Цикл — это период разрядка и подзарядка называется одним циклом.Аккумулятор Цикл — это один полный цикл разряда и перезарядки. Обычно считается будет разряжаться от 100% до 20% DOD, а затем обратно до 100%. Одна из батарей Показатели эффективности — это мера ожидаемого количества циклов, которое может доставлять.

Чем больше среднее чем глубина разряда, тем короче срок службы. Будьте осторожны, глядя на рейтинги, в которых указано, сколько циклов рассчитана на батарею поскольку, если также не указано, насколько глубоко он разряжается.Аккумулятор, который рассчитан на 20-летнюю ожидаемую продолжительность жизни, если разрядится только на 15%, может иметь 5-летний продолжительность жизни при разряде до 50%. Обычно номиналы батарей указаны в AHr и публикуются до 100% разряда. Уровень разряда, которого следует избегать. (Осторожно, некоторые компании Назовите свои батареи на основе 100 часов на разряд! В дольше время разряда, например 100 часов тем больше ампер-часов, которые можно выжать от батареи. Номинальные характеристики батарей следует сравнивать при 20-часовом разряде для внесетевые цели.)

Вот факт; Если, скажем, батарея на 100 Ач разряжена до 100% опубликовано до 100 циклов, однако, его хватит на 400 циклов при разряде на 50% и дольше, если разрядить на 35% DOD. Прежде чем мы продолжим определение размера батареи, давайте посчитаем: МО.
100 Ач с 100 циклами при 100% = 10 000 Ач разряда в течение срока службы батарея. (100 циклов X 100 Ач = 10 000 Ач.)
100 Ач с 400 циклами при 50% = 20 000 Ач разряда в течение срока службы аккумулятор (400 циклов X 50 Ач = 20000 Ач.)
При 400 циклах аккумулятор работает в 4 раза дольше, чем производит В 2 раза больше власти над его жизнью!

вернуться к размеру батареи …

Расчет размера при глубине разряда 50%

На 50% разрядить аккумулятор требуемый размер 98,4 AHr. (49,2 Ач, 50% = 98,4 Ач)

РЕЗЮМЕ РАСЧЕТОВ

Мы начали с ежедневного использование 157 Вт или 13,1 Ач при 12 В и в итоге требовалось 98,4 Ач. емкость. По этому вы можете оценить, сколько систем рассчитано на бумажники людей не к требованию конфигурации системы.

Еще циничное замечание: слишком много клерков склонны продавать то, что клиент может себе позволить, прекрасно зная, что вы вернитесь позже с открытым кошельком, чтобы купить больше. Легко обвинить клиента использование электричества, погода или любое количество вещей, а затем продать вам больше. … или они просто не знают. Помните, вы не можете добавлять новые или другие батареи. к существующему аккумулятору. Новые выйдут из строя раньше, чем существующие батареи.

Спасая вас от батареи Математика

Мы разработали MS EXCEL таблица , чтобы помочь нашим канадским клиентам в этих расчетах. Свяжитесь с нами по электронной почте, и мы поможем вам с расчетами.

Как рассчитать солнечную батарею и инвертор?

Использование системы солнечных батарей дома является экономичным и экологически безопасным. Но как выбрать подходящий аккумулятор и инвертор? Кроме того, вас может сильно беспокоить то, как проработать все точные расчеты солнечной панели, аккумулятора, инвертора, а также контроллера заряда.

На эти вопросы нужно ответить математически. Другими словами, вам нужны некоторые конкретные данные о ваших потребностях в энергии и определенных процессах расчета, чтобы окончательно узнать спецификации оборудования и компонентов.

Расчеты важны для вас, потому что они помогут вам построить солнечную систему с лучшими характеристиками.

Как оценить мощность нагрузки?

Если вы планируете установить систему солнечных панелей дома и избавляетесь от беспокойства, выбирая солнечные батареи, вам необходимо произвести некоторые расчеты, чтобы выбрать правильную батарею, контроллер заряда и инвертор. Первый этап — определить, сколько энергии вам нужно.

• Проще говоря, вам нужно сначала оценить вашу нагрузку в ваттах электроэнергии и часы работы в тяжелых условиях.Затем вы просто умножаете мощность нагрузки на часы, чтобы получить полную мощность, которая вам нужна.

Например: предположим, что мощность вашей нагрузки составляет 150 Вт, и вам нужно, чтобы модель работала около 8 часов в день, тогда вы можете использовать следующую формулу для расчета:

150 Вт x 8 часов = 1200 Втч (это абсолютная потребность в энергии для вашей солнечной панели)

• Но если вы не разбираетесь в таких математических задачах, есть более конкретные вычисления:

(1) Определите максимальную мощность или пиковую нагрузку вашего дом.Вам необходимо оценить общую мощность ваших необходимых устройств и бытовой техники, от холодильников и ламп до ноутбуков и фенов. И некоторые из них могут работать одновременно.

Пример: в комнате есть две лампочки на 50 ватт и ноутбук на 200 ватт. Общая мощность составляет:

50 Вт x 2 + 200 Вт = 300 Вт

Перечень энергопотребления типичных бытовых приборов

(2) вам необходимо выяснить, сколько часов каждое устройство будет работать каждый день. Затем вы просто умножаете каждую мощность на ее рабочее время (часы) и получаете необходимую мощность (ватт-час) в день.Затем вы просто складываете все эти значения, чтобы вычислить сумму энергии вашего дома.

Пример. Вышеупомянутые лампочки должны работать 6 часов в день, а среднее время использования компьютера составляет 3 часа каждый день. Общее значение:

50 Вт x 2 x 6 + 200 x 3 = 1200 Втч

• Однако, как все мы знаем, иногда устройства просто не могут работать так эффективно, как было заявлено. Кроме того, некоторым из них может потребоваться больше ватт для запуска в первые несколько минут. Так что умножим результат на 1.5, чтобы скрыть рабочие ошибки. Итого:

1200 ватт-часов x 1,5 = 1800 Втч

Как рассчитать ампер-часы батареи?

Емкость аккумулятора важна для вас, чтобы обеспечить бесперебойную и эффективную работу системы солнечных панелей. Если у вас нет доступа к сети или вы просто хотите сохранить солнечную энергию в батарее в качестве резервного источника питания на случай чрезвычайных ситуаций.

Мощность солнечной панели

(1) Когда вы рассчитываете общую мощность нагрузки вашего дома, вам необходимо сначала оценить все параметры подходящей солнечной панели, чтобы удовлетворить ваши потребности в электроэнергии.Это напрямую связано с лучшими солнечными часами.

Например: Предположим, что лучшая продолжительность солнечного света в вашем районе составляет примерно 9 часов в день, вы можете получить требуемый размер вашей панели по следующей формуле:

1800 ватт-часов ÷ 9 часов = 200 ватт (200- ватт солнечная панель)

(2) Но оптимальное время солнечного света в 9 часов — это сверхвысокое количество, которое, вероятно, будет достигнуто только летом. Напротив, в зимний сезон стоимость может значительно снизиться, а то и вдвое.Таким образом, можно предположить, что лучшее время солнечного света зимой — не более 5 часов.

Таким образом, чтобы убедиться, что ваша модель может работать эффективно даже при минимальном солнечном свете, вам необходимо рассчитать мощность, используя зимнее значение:

1800 ватт-часов ÷ 5 часов = 360 ватт (360-ваттная солнечная панель)

Ампер-часы батареи

Что касается ампер-часов батареи, вам нужно подумать о том, сколько энергии вы надеетесь сохранить в своем банке аккумуляторов в качестве резервного. А именно сколько дней вы хотите, чтобы аккумулятор работал без подзарядки? Обычно это 2-5 дней.

(1) Поскольку мы рассчитали конкретные размеры подходящей солнечной панели, мы можем лучше оценить номинальную мощность батареи в ампер-часах. И он должен поддерживать операции в любых возможных условиях.

Есть батареи с напряжением 12, 24 и 48 для различных применений. Если вы решите использовать батарею 12 В, вы можете получить параметр по следующей формуле:

1800 ватт-час ÷ 12 В = 150 ампер-часов

(2) Обычно мы хотели бы добавить батарею с допуском 20% к гарантия безупречного использования.Таким образом, вы получите емкость батареи как:

150 ампер-часов x 1,2 = 180 ампер-часов

Чтобы всегда иметь достаточно энергии для дополнительных дней использования, батарея должна выдерживать удвоенное количество ее нормального использования. Значит нужно последний результат умножить на 2 и еще раз умножить на свои дни. Предположим, вы хотите, чтобы ваш аккумулятор работал еще два дня, окончательная емкость аккумулятора должна быть:

180 ампер-часов x 2 x 2 = 720 ампер-часов

Итак, в этом случае вам понадобится аккумулятор на 720 Ач, 12 В для вашей системы солнечных батарей.

Как оценить технические характеристики инвертора?

Спецификация контроллера заряда

Вы можете проигнорировать такой компонент, как контроллер заряда, но он также важен для обеспечения безупречной работы вашей солнечной системы.

Контроллер заряда используется для предотвращения перезарядки вашей модели. Он соединяет солнечные панели и батареи. Таким образом, он играет важную роль в регулировании солнечной энергии от солнечных панелей до батарей.

(1) Вам нужны уже полученные результаты из приведенного выше примера, чтобы рассчитать, насколько большим должен быть ваш удовлетворительный контроллер заряда.Вы можете просто разделить мощность нагрузки солнечной панели на номинальное напряжение батареи.

И так же, как мы сделали с вышеуказанными параметрами, мы также можем добавить дополнительный допуск, например 20% к этому значению, тогда мы получим приблизительное представление о спецификации контроллера заряда:

1800 Вт ÷ 12В = 150 А

150 Ампер x 1,2 = 180 Ампер

(2) Если у вас нет четкого представления о контроллере заряда. Здесь мы поговорим о двух распространенных типах контроллеров заряда: PWM и MPPT.

PWM означает широтно-импульсную модуляцию. По сравнению с MPPT, ШИМ-контроллер намного экономичнее. Но недостаток в том, что это может привести к большим потерям мощности. По имеющимся данным, при преобразовании может быть потеряно до 60% мощности.

Причина потери в том, что ШИМ-контроллер ограничен и не может оптимизировать напряжение, идущее на батареи. Такое ограничение приводит к тому, что ШИМ-контроллер работает с ошибкой при обслуживании большой системы. Так что он подходит для небольших систем.

это сравнение подчеркивает проблему использования солнечной панели с более высоким напряжением на батарее 12 В без MPPT

MPPT относится к максимальному отслеживанию PowerPoint.В отличие от контроллера PWM, контроллер MPPT может эффективно оптимизировать напряжение, поступающее от солнечных панелей. В результате энергия, произведенная солнечными панелями, может передаваться в аккумуляторную батарею с максимальной скоростью.

Соответственно, КПД контроллера MPPT при преобразовании мощности составляет 93% -97%. И процесс работы и автоматически настраивается на точку пиковой мощности быстро для достижения оптимального результата. Так что использовать эту модель стоит недешево.

Спецификация инвертора

На последнем этапе нам необходимо оценить характеристики инвертора.Поиск подходящего инвертора позволит вашей солнечной системе хорошо работать с батареями и контроллерами заряда. А чтобы не возникало беспорядочных ситуаций, нужно рассчитать конкретные габариты инвертора.

Основные компоненты системы солнечных батарей

Хорошая новость заключается в том, что после определения всех этих требуемых параметров оценка параметров инвертора больше не является сложной задачей.

Тем не менее, предположим, что пиковая мощность нагрузки вашего дома составляет 200 Вт, и вам нужен инвертор, чтобы легко справиться с такой мощностью, тогда вам просто нужно купить инвертор на 200 Вт.

Или, если вы хотите, чтобы допуск был немного больше, просто добавьте 20% -25%. Тогда значение будет 240 — 250 ватт.

Заключение

Как мы уже обсуждали выше, какой большой размер солнечной системы нужен вашему дому, какого размера должна быть батарея или каковы возможности подходящего инвертора, всегда можно дать научный и точный ответ.

Что вам нужно сделать, так это рассчитать все эти спецификации, следуя приведенным формулам.Хотя это математическая проблема, вы все равно можете ее решить, потому что выражения и руководства просты и понятны.

Как рассчитать время работы от батареи Apex Battery

опубликовал это Apr 30, 2018

Обзор

Как долго ваше устройство будет работать от определенной батареи, зависит от потребляемой ею мощности в ваттах (или амперах переменного тока x 115 В) и емкости батареи.Низкий КПД инвертора и неправильная разводка аккумуляторной батареи во время установки также могут сократить время работы.

Расчет времени работы

Следующая формула может использоваться для определения времени работы в большинстве приложений, использующих аккумулятор или блок питания 12 В:

10 x (емкость аккумулятора в ампер-часах) (мощность нагрузки в ваттах)

= Время работы в часах

Пример:

Как долго мой 100-ваттный телевизор проработает с PW150 от аккумуляторной батареи для запуска двигателя моей машины (60 Ач)?

Нагрузка находится в пределах максимальной номинальной мощности инвертора PROwatt, поэтому сам инвертор не ограничивает время работы.

10 x (60 Ач) (100 Вт)

=

Максимальное время работы 6 часов до полной разрядки аккумулятора или 3 часа работы до того, как аккумулятор разрядится на 50%. На этом этапе у вас все еще должна быть возможность завести машину.

Расчетное время работы при непрерывной работе с аккумулятором стандартной емкости
Устройство мощность Вт	BCI Group Size> Резервная емкость> Устройство	22NF	24	27	4D	8D
		90 минут	140 мин.	180 мин.	325 мин.	400 мин.
		50 ампер-часов	75 Ач	100 Ач	160 Ач	200 Ач
50	Стерео	9 часов	14 часов	20 часов	32 часа	40 часов
100	Цветной телевизор 19 «	4	6	10	16	20
200	Компьютер	2	3	4.5	7	10
300	Блендер	1,3	2,2	3	4,5	6
400	Сверло	1	1,5	2	3	4,5
600	Кофеварка	Н.Р.	Н.Р.	1	2	2,5
800	Маленькая микроволновая печь	Н.Р.	Н.Р.	Н.Р.	1	1,5
1000	Тостер	Н.Р.	Н.Р.	Н.Р.	0,5	1
1500	Большая микроволновая печь	Н.Р.	Н.Р.	Н.Р.	Н.Р.	0,5

подсказки

Батареи для запуска двигателя не должны разряжаться ниже 90% оставшегося заряда, а морские аккумуляторные батареи глубокого цикла не должны разряжаться ниже 50% оставшегося заряда. Это сократит срок службы аккумулятора в соответствии с рекомендациями большинства производителей аккумуляторов.

Однако для нагрузок выше 100 Вт вам потребуется прямое подключение к клеммам аккумулятора, чтобы исключить потерю напряжения в тонком / длинном проводе аккумулятора, что может значительно сократить время работы в данной системе.

Если вы собираетесь использовать электроинструменты для коммерческого использования или любую нагрузку мощностью 200 Вт в течение более 1 часа регулярно (между подзарядкой батареи), вам следует установить вспомогательную батарею для обеспечения питания инвертора. Эта батарея должна быть глубокого разряда и иметь размер, соответствующий ожидаемому времени работы при выключенном двигателе. Чаще всего доступны батареи глубокого разряда емкостью 27 (90 Ач), 4D (150 Ач), 8D (220 Ач). Вспомогательная аккумуляторная батарея должна быть подключена к генератору через модуль изолятора, чтобы инвертор не разряжал пусковую батарею двигателя при выключенном двигателе.