Как считается время работы от аккумуляторов
Время автономии равно полезной ёмкости батарей, делённой на ток разряда. Ток разряда определяется мощностью нагрузки, КПД инвертора и напряжением банка: чем выше напряжение системы, тем меньше ток при той же мощности и тем меньше потери в проводах и предохранителях.
Калькулятор сначала пересчитывает нагрузку в мощность, которую должны отдать аккумуляторы, затем делит её на напряжение банка. Последовательное соединение складывает напряжения, параллельное складывает ёмкости, поэтому два варианта сборки с одинаковым числом батарей дают разное напряжение и разный ток.
Допустимая глубина разряда и износ
Свинцово-кислотные и AGM-батареи рассчитаны на разряд не глубже 50 процентов, иначе число циклов резко падает; литий-железофосфатные допускают 80–90 процентов. Поэтому в расчёт входит допустимая глубина разряда: только эта часть номинальной ёмкости считается полезной.
Состарившаяся батарея отдаёт меньше паспортной ёмкости, а на морозе теряет ещё до трети. Для этого в дополнительных параметрах есть остаточная ёмкость и температурный коэффициент. Для проекта на несколько лет закладывайте ёмкость около 80 процентов от номинала: к этому моменту батареи обычно подходят к концу срока службы.
Поправка Пейкерта для больших токов
Паспортная ёмкость свинцовой батареи указывается для медленного двадцатичасового разряда. При большом токе реальная отдача меньше, и закон Пейкерта описывает это степенной зависимостью с показателем от 1,1 у качественных AGM до 1,4 и более у стартерных батарей.
Если включить поправку, время рассчитывается по формуле t = H·(C/(I·H))^k, где H — часовой режим паспортной ёмкости. При нагрузке, которая разряжает банк за час-два, разница с простым делением заметна: время автономии может оказаться меньше на пятую часть и более.
Подбор состава батарейного банка
В режиме подбора вы задаёте мощность нагрузки, напряжение системы и нужную автономию. Число батарей в цепи определяется отношением напряжения системы к напряжению одной батареи, а число параллельных цепей подбирается так, чтобы полезной ёмкости хватило с запасом на старение.
Запас по времени по умолчанию составляет 20 процентов: он компенсирует падение ёмкости, неточности в оценке нагрузки и потери в проводке. Вторая таблица показывает, как меняется число батарей при разной глубине разряда, и наглядно демонстрирует выгоду литиевых батарей, которым нужно вдвое меньше ёмкости.
Время заряда и ограничения расчёта
При указании тока зарядного устройства калькулятор оценивает время полного заряда с учётом КПД заряда. Реальный заряд свинцовой батареи длиннее: последние 20 процентов ёмкости набираются при снижающемся токе, поэтому для планирования добавляйте ещё около трети времени.
Расчёт не учитывает саморазряд, ограничение тока заряда производителем, потери в соединителях и падение напряжения при глубоком разряде, при котором инвертор может отключиться раньше. Для критичных нагрузок проверяйте результат по разрядным таблицам производителя батарей.
Формула расчёта
I = P / (η·U); C_пол = C·k_гл·k_ст·k_t; t = C_пол / I (по Пейкерту: t = H·(C_пол/(I·H))^k)
Проверенные примеры
Нагрузка 500 Вт, КПД 90 %, глубина разряда 50 %.
Напряжение 24 В, ток 23,148 А, полезная ёмкость 100 А·ч, автономия 4,320 ч.
Нагрузка 1000 Вт, КПД 92 %, батареи 12 В 200 А·ч, глубина разряда 80 %, запас 20 %.
Нужно 4 батареи в цепи и 1 параллельная цепь, всего 4 шт.; расчётная автономия с запасом 4,8 ч.
Как пользоваться онлайн-калькулятором
- Выберите режим: время работы готового банка или подбор под автономию.
- Введите мощность нагрузки, КПД, напряжение и ёмкость батареи, глубину разряда.
- Укажите состав банка или требуемую автономию и напряжение системы.
- При необходимости включите дополнительные параметры: старение, температуру, Пейкерта, заряд.