Аккумулятор как посчитать мощность

Как рассчитать и подобрать аккумулятор

Как определить нужную емкость банка аккумуляторов и выбрать тип АКБ для дома.

Расчет и подбор аккумуляторных батарей

При выборе аккумуляторов для автономных и резервных домашних электростанций возникает вопрос, как рассчитать нужную емкость банка аккумуляторов и выбрать необходимые аккумуляторные батареи. В этой статье мы постараемся подробно рассказать об основных характеристиках аккумуляторов, их отличиях и на что нужно обратить внимание при выборе АКБ.

Прежде всего, стоит сказать, что видов аккумуляторов существует множество, но есть основные, которые используются в домашних системах – свинцово-кислотные Гелевые АКБ и AGM аккумуляторы. Некоторые компании по продаже бытовых электросистем предлагают, также, Li — ion аккумуляторы, но в связи с их высокой стоимостью и, соответственно, нерентабельностью, мы не будем на них останавливаться.

Что такое свинцово-кислотный аккумулятор?

Аккумулятор это короб, который разделен на отсеки сепараторами (перегородками из микропористого пластика) . В эти отсеки заливается жидкий электролит, в который погружаются положительные и отрицательные пластины. Между этими пластинами возникает напряжение и протекает ток. Электролит из таких аккумуляторов может испаряться. Такие аккумуляторы необходимо обслуживать (доливать электролит) и не допускать закипания.

Что такое AGM аккумулятор?

Технология AGM использует пористый заполнитель для отсеков, пропитанный жидким электролитом. Микропоры этого материала заполнены электролитом не полностью. Свободный объём используется для рекомбинации газов. Такие аккумуляторы необслуживаемые и имеют большой срок службы.

Что такое аккумулятор GEL ?

Технология GEL по сути схожа с AGM различие только лишь в том, что заполнитель отсеков пропитан не жидким электролитом, а желеобразным (силикагелем). Это добавляет устойчивости к вибрациям, увеличивает срок жизни аккумуляторов при систематическом перемещении их с места на место. В целом срок службы у AGM и GEL аккумуляторов сопоставим.

AGM и GEL технологии существенно выигрывают у классических свинцово-кислотных аккумуляторов по следующим причинам:

— они не требуют обслуживания

— конструкция герметична и безопасна, не выделяет вредных веществ в атмосферу

— существенно больший срок службы при правильной эксплуатации

— вероятность сульфатации (окисления и кристаллизации) пластин АКБ существенно меньше

Что выбрать AGM или GEL ?

При общей схожести характеристик этих двух технологий основным преимуществом GEL является стойкость к вибрациям, а значит использовать его в случае системного перемещения, вибраций более целесообразно. Объясняется это тем, что при наклонах, вращениях и т.п. жидкий электролит в аккумуляторе, изготовленном по технологии AGM может стекать с пластин, тем самым давая пластинам окисляться и кристаллизоваться, в то время как в Гелиевом аккумуляторе желеобразный электролит стекает с пластин медленно, снижая тем самым возможность сульфатации. Так же, как показывает практика, Гелиевые АКБ имеют большее количество циклов при буферном использовании (разряд не более 50%). В остальном необходимо ориентироваться на характеристики указанные производителем. При этом AGM дешевле не сильно уступая GEL в сроке службы при стационарном использовании.

Какие характеристики важны при выборе аккумулятора:

1) Емкость АКБ – указывается в единицах Ач – характеризует количество максимального запаса электроэнергии в АКБ

2) Номинальное напряжение – важно для понимания схемы соединения всех элементов домашней системы

3) Габариты – размеры и вес – вес аккумуляторов больших емкостей, которые, как правило, используются в домашних системах, достаточно велик, и нужно следить за тем, чтобы место установки АКБ имело надежное основание

4) Количество циклов заряда-разряда – определяет срок службы аккумуляторов

5) Рабочий диапазон температур – важно, если вы планируете использовать АКБ в неотапливаемом помещении.

Максимальное количество запасенной электроэнергии в АКБ

Главная причина, по которой может понадобиться аккумулятор это запасти в нем электроэнергию. Количество потребленной электроэнергии измеряется в единицах кВт*ч.

Рассчитать эту единицу очень просто – нужно Емкость умножить на номинальное напряжение

Максимальное количество запасенной электроэнергии для аккумулятора с номинальным напряжением 12В и емкостью 120Ач будет равно 12В*120Ач=1440Вт*ч=1,44кВт*ч

Эта единица показывает, какое количество электроэнергии может отдать полностью заряженный аккумулятор. Данный аккумулятор к примеру сможет в течении 14 часов питать обычную лампочку 100Вт (100Вт*14часов=1400Вт*ч) или энергосберегающую лампочку 5Вт в течении 288 часов(5Вт*288часов=1440Вт*ч)!

Как рассчитать нужную емкость банка аккумуляторов?

Ответ на этот вопрос гораздо проще, чем может показаться на первый взгляд. Для этого нужно понять в каких целях будет использоваться аккумулятор:

1) Если для резервного питания при отключении электричества, то берем среднее за сутки потребление электроэнергии в час и умножаем на количество возможных часов без электричества. Так мы получим нужную нам емкость банка аккумуляторов*.

Примечание * ― важно в расчетах учитывать запас аккумуляторов, чтобы не допускать их полного разряда, не менее 20 %.

В деревне «Н» периодически бывает отключение электричества не более чем на 3 часа. В это время в доме семьи «К» необходимо обеспечить работу холодильника (средней мощностью 100Вт), светодиодных лампочек в количестве 10 штук (мощностью 5Вт каждая), телевизора (70Вт), ноутбука (40Вт) и иметь возможность вскипятить электрочайник (мощностью 1,5 кВт в течении 5 минут)

В итоге: 905Вт*ч + запас в 20%. 1086Вт*ч.

Если мы рассматриваем стандартные аккумуляторы номинальным напряжением 12В, то легко рассчитываем нужную емкость – 1086Вт*ч/12В=90,5Ач

2) Если аккумуляторы нужны для автономного электроснабжения (например, с использованием солнечных электростанций или ветрогенератора) в отсутствии сетевого электричества, то необходимо учесть электропотребление в период отсутствия электрогенерации от источника (в отсутствии солнца или ветра). При этом также нужно учесть запас емкости АКБ для буферного использования.

При использовании солнечных панелей в зависимости от места расположения и времени года, доля потребленной суточной электроэнергии в отсутствии солнца может варьироваться от 30% летом до 90% при полном отсутствии солнечного света зимой.

Исходя из того в какой период времени вы планируете использовать автономную систему, нужно рассчитывать запас емкости аккумуляторов.

Все та же Семья «К» начинает дачный сезон с весны, когда солнечный день составляет 7-8 часов. Часть этого дня они проводят вне дома, не используя большое количество приборов (в это время идет зарядка аккумуляторов), а в отсутствии солнца – ночью (на работу холодильника), утром (чайник, освещение, телевизор, насос) и вечером (те же самые чайник, освещение, телевизор, насос) уходит 70% от суточного потребления электроэнергии. При этом за день по счетчику выходит 5кВт*ч электроэнергии.

Тогда для того чтобы рассчитать нужную емкость мы делаем следующее:

5кВт*ч * 70% = 3,5 кВт*ч – это необходимое количество энергии. Чтобы увеличить срок службы аккумуляторов, Семья «К» не разряжает Банк АКБ ниже 60%. Тогда нужная емкость аккумуляторов будет рассчитываться – 3,5кВт*ч/60%=5,83кВт*ч=5830Вт*ч

Определяем емкость: 5830Вт*ч/12В=486Ач – а это 2 аккумулятора по 250Ач.

Но если у вас по какой либо причине не получилось рассчитать требуемую емкость банка АКБ или вы не хотите тратить на это времени – ПОЗВОНИТЕ по телефону +7-903-008-34-37 и мы сделаем индивидуальный расчет для вас!

Источник

Расчет емкости АКБ и основные понятия

Аккумуляторная батарея представляет собой источник тока многоразового использования. Ее особенность заключается в цикличности: зарядив батарею, ее можно использовать установленное производителем количество часов. Разряженную батарею легко зарядить с помощью специального зарядного устройства. Время заряда связано с параметрами источника, а количество циклов “заряд-разряд” напрямую зависит от типа и особенностей АКБ.

Что такое емкость и зачем нужен этот показатель?

Емкость аккумуляторной батареи — ее ключевая характеристика. Она влияет на стоимость устройства, область применения (от бытовых нужд до медицинских), срок службы.

Эта характеристика отображает длительность временного промежутка, на время которого батарея будет полноценно питать соответствующее устройство (пульт, телефон и т.д.) и обеспечивать его автономную работу. Иными словами, емкость АКБ — это максимальное количество электрической энергии, которое батарея способна накапливать за 1 полный цикл заряда.

Единица измерения емкости АКБ — амперы в час (А*ч), а для батарей высокой мощности — миллиамперы в час (мА*ч).

Основные понятия, которые связаны с расчетом емкости АКБ

С определением емкости АКБ связаны несколько терминов, среди них ток разряда аккумулятора, энергетическая и резервная емкость и прочие. Рассмотрим основные из них.

1.Зависимость емкости АКБ от тока разряда

При подключении к аккумулятору защищенной нагрузки без преобразователя, величина тока не меняется. При этом время работы АКБ будет выглядеть как соотношение емкости к току. В виде формулы эта зависимость выглядит следующим образом:

где Q – емкость аккумулятора (А*ч или мА*ч);

I – постоянный ток разряда аккумулятора (А);

T – время разряда батареи (ч).

2. Зависимость емкости АКБ от энергии

Способность к накоплению энергии батареей связана с напряжением: чем оно больше, тем больше энергии накопит АКБ. Таким образом, электрическая энергия определяется как произведение тока, напряжения и времени:

W= I*U*T,

где W – энергия накопленная батареей (Дж);

U – напряжение аккумулятора (В);

I – постоянный ток (А);

T – время разряда (ч).

3. Энергетическая емкость

Под этим понятием подразумевается энергия, которую отдает полностью заряженный аккумулятор при разряде до минимального напряжения. Для расчета энергетической емкости используют формулу:

где Q – емкость аккумулятора (А*ч);

W – энергетическая емкость аккумулятора (Вт/элемент).

4. Резервная емкость

Этот термин используется при расчете емкости автомобильных аккумуляторов. Он описывает способность АКБ питать электрооборудование автомобиля, когда встроенный генератор не функционирует. Резервная емкость рассчитывается следующим образом:

где Q – емкость аккумулятора (А*ч);

T – резервная емкость аккумулятора (мин).

Расчет емкости аккумуляторной батареи

Измерение объема батареи необходимо в случае определения количества энергии для продолжительной автономной работы любых устройств (к примеру, для ноутбука, смартфона и т.д.);

Для того чтобы определить емкость АКБ, необходимо применить стандартную формулу:

где Q — рассчитываемая емкость АКБ (А*ч или мА*ч);

P – нагрузочная мощность (Вт);

t — временной промежуток резервирования (ч);

V — напряжение батареи (В);

k — коэффициент, отображающий какая часть емкости АКБ используется.

Значение k компенсирует ситуацию неполного заряда батареи. К слову, полный разряд после нескольких полных циклом работы существенно увеличивает работоспособность устройства.

Расчет заряда АКБ на конкретном примере

Для того чтобы провести подсчет емкость батареи смог даже новичок, рассмотрим следующую задачу.

Мы имеем критическую нагрузку 500 Вт, которая требует резервирования на протяжении 3 часов, а также стандартное напряжение 12 В. Сперва посчитаем емкость для батареи, которая разряжается на 70 процентов, а потом заряжается. Это будет выглядеть следующим образом:

Q = 500*3/12*0,7 = 178,6 А*ч.

Так рассчитывается минимальная емкость. Чаще всего следует считать объем АКБ с небольшим запасом (например, 20%). В таком случае батарея проработает максимальное количество времени. Расчет будет выглядеть так:

Q = 178,6*1,2 = 214,3 А*ч.

В любом случае, вы сможете самостоятельно рассчитать емкость необходимой батареи, просто подставим свои значения в вышеуказанную формулу.

Власть и техника, деньги и товары имеют ценность и полезны лишь постольку, поскольку они дают человеку свободу.

Источник

Как рассчитать емкость батареи

Использование батареи сопровождается проверкой ее емкости. Перед тем как рассчитать емкость аккумулятора, требуется изучить методику подсчета. Это позволит быстро и правильно получить результат.

Понятие емкости АКБ

Показатель влияет на несколько других характеристик батарейки:

• стоимость,
• сферу использования,
• допустимый срок эксплуатации.

Значение выражает временной период, на протяжении которого комплектующая способна поддерживать автономное функционирование аппарата, полноценно обеспечивая его энергией.

Измеряется показатель в ампер-часах (А · ч), для аккумуляторов небольшой мощности — в миллиампер- часах (мА · ч).

Зависимость изменения значения емкости

На емкость АКБ влияет несколько показателей. Если подключить аккумулятор к защищенной нагрузке, то величина тока останется неизменной. Расчет емкости производится умножением значения времени, требуемого на разрядку батарейки, на постоянный ток разряда.

Между энергией и напряжением аккумулятора существует прямая зависимость. Увеличение одного показателя автоматически активирует рост второго. Расчет электроэнергии заключается в умножении напряжения, постоянного тока и времени разряда между собой.

Показатели энергетической и резервной емкостей также оказывают влияние на изменение объема. Они позволяют применять элементарные формулы для расчета емкости АКБ. Зная эти данные, достаточно разделить значение энергетической – на 4, а резервной – на 2.

Часто возникают трудности с поиском подобной информации. По этой причине определять емкость батареи приходится более сложными методами. Предварительно ознакомьтесь с причинами, позволяющими удостовериться в необходимости проведения процедуры.

Причины расчета емкости батарейки

Существует несколько оснований для такого расчета.

Знать емкость необходимо:

• при замене АКБ,
• починке неисправной батареи,
• покупке и смене элементов аккумуляторов,
• использовании старой комплектующей для установки на новый аппарат,
• заимствовании запчастей для монтажа неработающей батарейки,
• проверке соответствия всех установленных элементов.

Допустимы и другие причины определения емкости батареи. Избежать ошибок при подсчете поможет тщательное изучение нескольких методов. Есть стандартные и специальные способы. Выбор зависит не только от вашего желания и удобства.

Чтобы получить точный результат, потребуется провести тщательный анализ, но в дальнейшем это поможет быстро применять знания в любой ситуации и безошибочно определять емкость батареек.

Способы получения информации о емкости батарейки

Расчет емкости аккумулятора в зависимости от нагрузки и разновидности аппарата возможен в разных вариантах. Изучив их, вы сможете самостоятельно определять емкость источников питания электромобилей, пожарных сигнализаций охранного поста, конденсаторов и прочих инверторов.

Стандартная формула расчета для АКБ

Вариант используют для любой разновидности батарейки.

Расчет производят по формуле

Q = (P t) / V k,,

где P — мощность нагрузки;

t — время резервирования;

V — напряжение батарейки;

k — коэффициент использования АКБ (часть).

В случае неполного заряда батареи используют значение k.

Для ноутбука, используя командную строку

Требуется выполнить ряд последовательных действий для расчета емкости аккумулятора модели 18650 на 220 В:

• отключить аппарат от электропитания;
• перейти в меню «Пуск»;
• в командной строке ввести запрос cmd;
• кликнуть на появившемся запросе правой кнопкой мыши;
• в выпадавшем меню выбрать команду «Запустить от имени администратора»;
• ввести следующее: powercfg.exe-energy-output c:\report.html;
• кликнуть по кнопке Enter.

После запустится программа-тестировщик, определяющая состояние батареи. На процедуру уйдет около 2 минут. На экране появится информация с основными данными о состоянии АКБ.

При помощи утилиты Battery Care

Программа бесплатная, воспользоваться ею вы можете в любое время. Резервная версия организовывает соединение с системой и позволяет узнать практически все данные о батарейке. Сильной нагрузки не происходит, что помогает быстро получить информацию в свободном доступе.

Процесс осуществляется в несколько действий:

1. скачать и установить утилиту на ноутбук, планшет или смартфон;
2. кликнуть по ярлыку для запуска программы;
3. в появившемся окне перейти во вкладку «Дополнительно».

Вам станет доступно наименование батареи, текущее состояние, емкость и ряд других показателей.

Для аппаратов производства компании Apple

Ранее получить информацию о емкости АКБ было возможно только у сотрудников Genius Bar. Недавно реальным стало использование утилиты CoconutBattery. Бесплатная программа быстро и беспроблемно решает проблему расчета данных.

Приложение проверяет общее состояние аккумулятора и фазы его перезарядки. Утилита поддерживается на моделях смартфонов разных производителей, но чаще используется на iPhone и iPad.

После активации программы на экране появятся данные:

1. об общем состоянии аккумулятора,
2. емкости АКБ,
3. уровне заряда,
4. циклах перезаряда батареи.

Используя онлайн-калькулятор

На аккумуляторе указано значение показателя, но оно только помогает рассчитать реальное значение (ток разряда). Каждому присваивается рейтинг. Для подсчета применяют стандартную формулу, носящую название «Пекрета»:

Ср=R(C/R)n,

где C —емкость, указанная на батарейке;

R — присвоенный рейтинг, выраженный в часах;

По этому принципу калькулятор производит расчет емкости АКБ. Наименьшее потребление тока обеспечивает наибольшее время работы батарейки. Но вечную работу не сможет обеспечить ни один аккумулятор.

На каких устройствах можно узнать емкость АКБ представленными способами

Получить информацию о емкости батареи при помощи рассмотренных вариантов можно на различных устройствах. Методы помогают рассчитать емкость аккумулятора планшета, телефона, ноутбука, автомобиля, электровелосипеда, ИБП и прочих аппаратов.

Пример расчета емкости батареи представлен на видео.

Емкость аккумулятора может рассчитываться в любое время эксплуатации. Использование одного из методов должно зависеть от разновидности аппарата и источника его питания. На выбор оказывает влияние и необходимое напряжение, время зарядки и разряда. Подробное изучение методологии позволит определять значения быстро и точно, не допуская ошибок и отклонений.

Источник