ما هي حاسبة عمر البطارية؟
تقدّر هذه الحاسبة عدد الساعات التي تستطيع البطارية خلالها تشغيل جهاز أو معدّة. فهي تحوّل سعة البطارية المقدّرة بالأمبير·ساعة (Ah) إلى طاقة قابلة للاستخدام بالواط·ساعة اعتمادًا على جهد البطارية ومعامل كفاءة النظام، ثم تقسم الناتج على حِمل الجهاز مقاسًا بالواط. وهي تصلح لأي نوع من البطاريات ولأي نظام بجهد 12 فولت أو 24 فولت أو 48 فولت طالما عرفتَ قيمة الحِمل.
طريقة الاستخدام
أدخِل سعة البطارية بالأمبير·ساعة، والجهد الاسمي للبطارية، واستهلاك الجهاز للطاقة بالواط، ونسبة كفاءة النظام المئوية. تأخذ الكفاءة في الحسبان فاقد العاكس (الإنفرتر) وفاقد الأسلاك، إضافةً إلى أنه لا ينبغي تفريغ معظم البطاريات بالكامل — وتتراوح القيمة المعتادة بين 80% و90%. تعرض النتيجة إجمالي مدة التشغيل بالساعات مع تفصيل مريح بالساعات والدقائق.
شرح المعادلة
$$\text{مدة التشغيل (بالساعات)} = \frac{ {\text{الأمبير}\cdot\text{ساعة}} \times \text{الجهد} \times \dfrac{\text{الكفاءة}}{100}}{\text{الحِمل بالواط}}$$ يعطي البسط الأمبير·ساعة × الجهد الطاقة المخزّنة الاسمية بالواط·ساعة؛ وبضربها في الكفاءة نحصل على الطاقة التي يمكن إيصالها فعليًا إلى الحِمل. وبقسمة الطاقة القابلة للاستخدام على استهلاك الجهاز بالواط نحصل على المدة التي يستطيع خلالها تحمّل هذا الاستهلاك.
مثال محلول
بطارية سعتها 100 أمبير·ساعة وجهدها 12 فولت تشغّل جهازًا استهلاكه 60 واط بكفاءة 85%. الطاقة القابلة للاستخدام = \(100 \times 12 \times 0.85 = 1{,}020\) واط·ساعة. مدة التشغيل = \(1{,}020 \div 60 = 17\) ساعة. أي إن الجهاز يعمل لنحو 17 ساعة، أو 17 ساعة و0 دقيقة.
وقت التشغيل عبر سيناريوهات البطارية والحمل الشائعة
يوضح الجدول أدناه وقت التشغيل المقدر بالساعات باستخدام الصيغة \(\text{وقت التشغيل} = \dfrac{\text{Ah} \times \text{V} \times (\text{الكفاءة}/100)}{\text{الحمل (W)}}\)، مع تثبيت الكفاءة عند 85%. يسرد كل صف الطاقة القابلة للاستخدام من البطارية (Ah × V × 0.85) ووقت التشغيل لأربعة أحمال شائعة. لاحظ أن وقت التشغيل يعتمد فقط على إجمالي وات-ساعات والحمل — بطارية بقدرة 100Ah/12V وبطارية بقدرة 50Ah/24V تخزن نفس الطاقة وتستمران لنفس المدة.
| البطارية | وات-ساعة قابلة للاستخدام (85%) | 60 W | 150 W | 500 W | 1000 W |
|---|---|---|---|---|---|
| 50 Ah @ 12 V | 510 Wh | 8.5 h | 3.4 h | 1.0 h | 0.5 h |
| 100 Ah @ 12 V | 1020 Wh | 17.0 h | 6.8 h | 2.04 h | 1.02 h |
| 200 Ah @ 12 V | 2040 Wh | 34.0 h | 13.6 h | 4.08 h | 2.04 h |
| 100 Ah @ 24 V | 2040 Wh | 34.0 h | 13.6 h | 4.08 h | 2.04 h |
| 200 Ah @ 24 V | 4080 Wh | 68.0 h | 27.2 h | 8.16 h | 4.08 h |
| 100 Ah @ 48 V | 4080 Wh | 68.0 h | 27.2 h | 8.16 h | 4.08 h |
| 200 Ah @ 48 V | 8160 Wh | 136.0 h | 54.4 h | 16.32 h | 8.16 h |
تفترض هذه الأرقام أنه يمكنك سحب السعة القابلة للاستخدام بالكامل؛ بالنسبة لبطاريات الرصاص الحمضي، يجب عليك تطبيق حد أقصى لعمق التفريغ (انظر جدول الكيمياء أدناه)، مما يقلل من وقت التشغيل الفعلي في العالم الحقيقي.
استهلاك الطاقة النموذجي للأجهزة الشائعة
استخدم أرقام استهلاك الطاقة النموذجية هذه لتقدير مدخل الحمل (W). يختلف الاستهلاك الفعلي حسب الطراز والحجم والإعدادات؛ الأجهزة ذات المحركات أو عناصر التسخين (الثلاجات والمضخات والأفران الميكروويف والمدفئات) يمكن أن تصل بشكل مفاجئ إلى عدة مرات استهلاك الطاقة النموذجي عند بدء التشغيل. عند تشغيل عدة أجهزة في نفس الوقت، أضف استهلاك الطاقة الخاص بها معًا.
| الجهاز / الجهازية | استهلاك الطاقة النموذجي أثناء التشغيل |
|---|---|
| مصباح LED | 8–12 W |
| جهاز توجيه Wi-Fi / مودم | 10–20 W |
| شاحن الهاتف | 5–20 W |
| جهاز كمبيوتر محمول | 40–80 W |
| تلفاز LED (40–55") | 60–120 W |
| مروحة السقف | 50–75 W |
| ثلاجة صغيرة | 50–100 W |
| ثلاجة بحجم كامل | 100–200 W (أثناء التشغيل) |
| كمبيوتر سطح المكتب | 150–300 W |
| جهاز CPAP | 30–60 W |
| فرن ميكروويف | 800–1200 W |
| صانعة القهوة | 800–1200 W |
| محمصة خبز | 800–1500 W |
| مدفأة فضاء | 1000–1500 W |
| مجفف شعر | 1200–1875 W |
| مكيف هواء نافذة | 500–1500 W |
على سبيل المثال، تشغيل ثلاجة صغيرة بقدرة 100 W بالإضافة إلى مصباحي LED بقدرة 10 W يعطي حملاً بقدرة 120 W. على بطارية 100 Ah، 12 V بكفاءة 85% تستمر لمدة 8.5 ساعات تقريبًا.
قيم الكفاءة النموذجية وعمق التفريغ
عاملان يقللان من مقدار السعة المصنفة للبطارية التي يمكنك استخدامها فعلاً لوقت التشغيل: عمق التفريغ (DoD) — مدى تفريغ الكيمياء بأمان دون تقصير عمرها — وكفاءة التحويل — الخسائر في المحول والأسلاك والبطارية نفسها عند تسليم الطاقة.
| كيمياء البطارية | عمق التفريغ القابل للاستخدام الموصى به | ملاحظات |
|---|---|---|
| الرصاص الحمضي المغمور | ~50% | التفريغ أقل من 50% يقصر بشكل حاد من عمر الدورة. |
| AGM / الرصاص الحمضي المغلق | ~50–60% | يتم تحمل تفريغ أعمق قليلاً من الرصاص المغمور. |
| جل | ~50–60% | مشابه لـ AGM؛ حساس لمعدلات الشحن العالية. |
| LiFePO4 (ليثيوم حديد فوسفات) | ~80–90% | يمكن تدويره بعمق مع تأثير حد أدنى على العمر. |
| مرحلة التحويل | الكفاءة النموذجية |
|---|---|
| محول الموجة الجيبية النقي (DC→AC) | 85–92% |
| محول الموجة الجيبية المعدل | 80–85% |
| DC إلى DC (بدون محول، على سبيل المثال أحمال 12 V) | 90–95% |
دمج العاملين: يجب أن يعكس حقل الكفاءة (%) في هذه الآلة الحاسبة خسائر التحويل لإعدادك (حوالي 85–90% لمحول نموذجي). لمراعاة DoD، اضرب سعة البطارية المصنفة بالكسر القابل للاستخدام قبل إدخالها. على سبيل المثال، بطارية رصاص حمضي مغمورة بقدرة 100 Ah يتم استخدامها بـ 50% DoD تتصرف مثل بطارية قابلة للاستخدام بقدرة 50 Ah؛ وعند إدخالها بكفاءة محول 85% عند 12 V وتشغيل حمل 150 W تستمر لمدة 3.4 ساعات تقريبًا، مقابل بطارية LiFePO4 بـ 90% DoD (90 Ah قابلة للاستخدام) التي ستعمل لمدة أطول تقريبًا. استخدام كامل 100 Ah في الآلة الحاسبة يعطي الحد الأقصى النظري، وليس وقت التشغيل الموصى به في العالم الحقيقي.
هذه إرشادات عامة؛ اتبع دائمًا مواصفات الشركة المصنعة لبطاريتك والمحول المحدد.
الأسئلة الشائعة
لماذا نستخدم معامل الكفاءة؟ تهدر العاكسات والأسلاك جزءًا من الطاقة على شكل حرارة، كما أن التفريغ العميق قد يُتلف البطاريات. ويراعي معامل الكفاءة هذه الخسائر ليكون التقدير واقعيًا.
أي جهد يجب أن أُدخل؟ استخدِم الجهد الاسمي للبطارية — 12 فولت لبطارية واحدة من نوع الرصاص الحمضي أو ليثيوم فوسفات الحديد (LiFePO4)، و24 أو 48 فولت لمجموعات البطاريات الموصولة على التوالي.
هل مدة التشغيل دقيقة تمامًا؟ لا. تتغيّر المدة الفعلية تبعًا للحرارة وعمر البطارية ومعدّل التفريغ (تأثير بيوكرت). تعامَل مع النتيجة باعتبارها تقديرًا موثوقًا للتخطيط لا قيمة قطعية.
