この計算ツールでできること
バッテリー放電時間計算ツールは、一定の負荷をかけたバッテリーが安全なカットオフ電圧に達するまで、どれくらいの時間もつかを概算します。バッテリー容量（Ah：アンペア時）、一定の負荷電流（A：アンペア）、使用可能な放電深度（DoD：%）を入力すると、想定される稼働時間を「○時間○分」で表示します。
使い方
まず、バッテリー本体に表示されている定格容量を入力します（例：100Ah）。次に、機器が消費する電流をアンペアで入力します。続いて放電深度（DoD）を設定します。鉛蓄電池の多くは寿命を守るため約50%までに制限されますが、リチウム（LiFePO4）バッテリーは一般に80〜100%まで使用できます。「計算する」を押すと稼働時間が表示されます。
計算式の解説
稼働時間は、使用可能容量を負荷電流で割って求めます：$$t = \frac{\text{Capacity (Ah)} \times \dfrac{\text{DoD (\%)}}{100}}{\text{Load Current (A)}}$$。DoD係数は、定格容量をバッテリーを傷めずに実際に使えるエネルギー量へ換算するためのものです。たとえば100Ahのバッテリーを80%まで放電する場合、使用可能容量は80Ahとなります。
計算例
100Ahのバッテリーで5Aの負荷を動かし、使用可能なDoDを80%とします。使用可能容量＝\(100 \times 0.80 = 80\,\text{Ah}\)。稼働時間＝\(80 \div 5 = 16\,\text{時間}\)。本ツールでは「16時間（16h 0m）」と表示されます。
バッテリータイプ別の推奨放電深度
放電深度（DoD）は、各サイクルで安全に使用できるバッテリーの定格容量の割合です。推奨値より深い放電はサイクル寿命を劇的に短縮するため、ランタイム式 \(t = \frac{Ah \times DoD}{A}\) における使用可能容量は、銘板アンペアアワーの100%ではなく、あなたの化学特性に対する現実的なDoDを反映する必要があります。
| バッテリータイプ | 推奨使用可能DoD | 典型的なサイクル寿命への影響 |
|---|---|---|
| フラッドリード酸 | 50% | 50%を超える通常の放電はサイクル数を大幅に減らします。浅いサイクリングは寿命を延ばします。 |
| AGM（密閉鉛酸） | 50%（時々80%まで可能） | フラッド式より耐性がありますが、通常の80%サイクリングでも寿命が短くなります。 |
| ゲル | 50～60% | 深い放電と高い電流に敏感です。緩いサイクリングが推奨されます。 |
| LiFePO4（リン酸鉄リチウム） | 80～100% | 深いサイクリングをよく処理します。高いDoD時でも2,000～5,000+サイクル以上。 |
| Li-ion（NMC/Li-po） | 80～90% | 上部と下部の数パーセントを避けることで全体的な寿命が延びます。 |
例えば、100 Ahのフラッドリード酸バンクは50% DoDに限定された場合、5 Aの負荷で約10時間のみで、100 AhのLiFePO4を80% DoDで実行するとかなり長くなります。
一般的なシナリオ全体のランタイム
下の表は \(t = \frac{Ah \times DoD/100}{A}\) をいくつかの現実的なセットアップに適用します。使用可能エネルギーは定格容量にDoD を乗じたもので、ランタイムはその使用可能アンペアアワー数を負荷電流で割ったものです。
| 容量（Ah） | 負荷（A） | DoD | 使用可能（Ah） | ランタイム（h） |
|---|---|---|---|---|
| 100 | 5 | 50% | 50 | 10.0 |
| 100 | 5 | 80% | 80 | 16.0 |
| 200 | 10 | 80% | 160 | 16.0 |
| 50 | 2 | 100% | 50 | 25.0 |
| 120 | 8 | 50% | 60 | 7.5 |
これらの数値は理想化されています。実際のランタイムはインバータロス、温度、バッテリー経年劣化、およびPeukert効果によって減少します。Peukert効果は、より高い放電電流でリード酸の有効容量を低下させます。計画のために10～20%のマージンを追加してください。
主要用語の説明
- アンペアアワー（Ah）
- 1時間流れる1アンペアに等しい電荷容量の測定値です。100 Ahバッテリーは理論的には1時間で100 A、10時間で10 Aなどを供給できます。
- 負荷電流（A）
- 接続されたデバイスによって引き出される定常電流（アンペア単位）。高い電流はバッテリーをより速く放電させ、リード酸の場合は有効容量を減らします。
- 放電深度（DoD）
- 充電前に実際に使用される定格容量の割合です。30% DoDは70%の充電が残ることを意味します。より深いDoDはより多くのランタイムを提供しますが、生涯サイクル数は少なくなります。
- 充電状態（SoC）
- 完全容量のパーセンテージで表される残りの充電 — 本質的にはDoD の逆です。100% SoCは満充電です。100% SoCから80% DoDを差し引くと20% SoCが残ります。
- Peukert効果
- 特にリード酸バッテリーが放電電流の増加に伴いより少ない使用可能容量を供給する傾向です。Peuekrtの法則 \(t = H\left(\frac{C}{I H}\right)^{k}\) で説明されます。ここで指数 \(k\) は通常リード酸で約1.1～1.3、LiFePO4では約1.0です。
- C-rate
- 容量に対する放電または充電電流の測定値です。1C-rateは完全な容量を1時間で放電し、0.5Cは2時間で、2Cは半時間で放電します。100 AhバッテリーでI Cは100 Aに等しいです。
よくある質問（FAQ）
なぜ実際の稼働時間は短くなりがちなの？ ピューカート効果により、放電電流が大きいほど実効容量は低下します。さらに温度、経年劣化、インバーターの損失なども稼働時間を縮めます。本ツールの結果はあくまで理想的な目安としてお考えください。
どのDoDを選べばいい？ 液式・AGMなどの鉛蓄電池では50%、リチウム系では80〜100%が目安です。実際にはメーカーの推奨値に従ってください。
ワット（W）からアンペア（A）への換算方法は？ 機器の消費電力（W）をバッテリー電圧（V）で割ります。12Vバッテリーで60Wの機器なら、\(60 \div 12 = 5\,\text{A}\)です。
