Что считает этот калькулятор
Калькулятор времени разряда аккумулятора показывает, как долго батарея сможет питать постоянную нагрузку, прежде чем разрядится до безопасного порога. Введите ёмкость аккумулятора в ампер-часах (Ач), постоянный ток нагрузки в амперах (А) и допустимую глубину разряда (DoD) в процентах — и калькулятор выдаст ожидаемое время работы в часах и минутах.
Как пользоваться
Укажите номинальную ёмкость, указанную на корпусе аккумулятора (например, 100 Ач). Введите ток, который потребляет ваше устройство, в амперах. Задайте глубину разряда: большинство свинцово-кислотных аккумуляторов разряжают примерно до 50%, чтобы продлить срок службы, тогда как литиевые (LiFePO4) обычно допускают разряд на 80–100%. Нажмите «Рассчитать», чтобы увидеть время работы.
Разбор формулы
Время работы равно полезной ёмкости, делённой на ток нагрузки: $$t = \frac{\text{Capacity (Ah)} \times \dfrac{\text{DoD (\%)}}{100}}{\text{Load Current (A)}}$$ Коэффициент DoD переводит номинальную ёмкость в энергию, которую можно реально использовать без вреда для аккумулятора. Например, если разряжать аккумулятор на 100 Ач только до 80%, получаем 80 полезных Ач.
Пример расчёта
Аккумулятор на 100 Ач питает нагрузку 5 А при допустимой глубине разряда 80%. Полезная ёмкость = \(100 \times 0{,}80 = 80\) Ач. Время работы = \(80 \div 5 = 16\) часов. Калькулятор покажет 16 часов (16 ч 0 мин).
Частые вопросы
Почему реальное время работы часто меньше? Из-за эффекта Пейкерта высокий ток разряда снижает эффективную ёмкость; кроме того, на результат влияют температура, износ аккумулятора и потери в инверторе. Считайте этот расчёт идеальной оценкой.
Какую глубину разряда выбрать? Для свинцово-кислотных (залитых/AGM) используйте 50%, а для литиевых — 80–100% в зависимости от рекомендаций производителя.
Как перевести ватты в амперы? Разделите мощность устройства на напряжение аккумулятора. Устройство мощностью 60 Вт на аккумуляторе 12 В потребляет \(60 \div 12 = 5\) А.
Рекомендуемая глубина разряда в зависимости от типа аккумулятора
Глубина разряда (DoD) — это процент номинальной ёмкости аккумулятора, который можно безопасно использовать в каждом цикле. Разряд глубже рекомендуемого резко сокращает срок службы цикла, поэтому полезная ёмкость в формуле времени работы \(t = \frac{Ah \times DoD}{A}\) должна отражать реалистичную глубину разряда для вашего типа батареи — не 100% номинального значения ампер-часов.
| Тип аккумулятора | Рекомендуемая полезная DoD | Типичное влияние на количество циклов |
|---|---|---|
| Свинцово-кислотный открытый | 50% | Разряды глубже 50% резко снижают количество циклов; неглубокий разряд продлевает срок службы. |
| AGM (герметичный свинцово-кислотный) | 50% (до 80% в редких случаях) | Более толерантен, чем открытый, но обычный разряд на 80% всё равно сокращает срок службы. |
| Гелевый | 50–60% | Чувствителен к глубокому разряду и высокому току; предпочтителен щадящий разряд. |
| LiFePO4 (литий-железо-фосфатный) | 80–100% | Хорошо выдерживает глубокий разряд; 2000–5000+ циклов даже при высокой DoD. |
| Li-ion (NMC/Li-po) | 80–90% | Избегание верхних и нижних нескольких процентов продлевает общий срок службы. |
Например, банк свинцово-кислотных аккумуляторов ёмкостью 100 Ач обеспечивает примерно 10 часов при нагрузке 5 А при ограничении на 50% DoD, тогда как аккумулятор LiFePO4 ёмкостью 100 Ач при 80% DoD работает значительно дольше.
Время работы в распространённых сценариях
Таблица ниже применяет формулу \(t = \frac{Ah \times DoD/100}{A}\) к нескольким реалистичным конфигурациям. Полезная энергия — это номинальная ёмкость, умноженная на глубину разряда; время работы — это полученная цифра в ампер-часах, разделённая на ток нагрузки.
| Ёмкость (Ач) | Нагрузка (А) | DoD | Полезная ёмкость (Ач) | Время работы (ч) |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
Эти значения идеализированы. Реальное время работы снижается из-за потерь в инверторе, температуры, возраста батареи и эффекта Пейкерта, который снижает эффективную ёмкость свинцово-кислотной батареи при более высоких токах разряда. Добавьте запас 10–20% для планирования.
Объяснение ключевых терминов
- Ампер-час (Ач)
- Мера ёмкости заряда, равная одному амперу в течение одного часа. Аккумулятор ёмкостью 100 Ач теоретически может обеспечить 100 А в течение 1 часа, 10 А в течение 10 часов и так далее.
- Ток нагрузки (А)
- Установившийся ток в амперах, потребляемый подключёнными устройствами. Более высокий ток быстрее разряжает аккумулятор и, для свинцово-кислотных батарей, снижает эффективную ёмкость.
- Глубина разряда (DoD)
- Процент номинальной ёмкости, который фактически используется перед перезарядкой. 30% DoD означает, что остаётся 70% заряда; более глубокий разряд даёт больше времени работы, но меньше циклов на протяжении всей жизни.
- Уровень заряда (SoC)
- Оставшийся заряд, выраженный в процентах от полной ёмкости — по сути, обратное значение DoD. 100% SoC означает полный заряд; 100% SoC минус 80% DoD оставляет 20% SoC.
- Эффект Пейкерта
- Тенденция аккумулятора (особенно свинцово-кислотного) обеспечивать меньшую полезную ёмкость при увеличении тока разряда. Она описывается законом Пейкерта: \(t = H\left(\frac{C}{I H}\right)^{k}\), где показатель степени \(k\) обычно составляет около 1,1–1,3 для свинцово-кислотных батарей и близок к 1,0 для LiFePO4.
- C-коэффициент
- Мера тока разряда или заряда относительно ёмкости. Коэффициент 1C разряжает полную ёмкость за один час, 0,5C за два часа и 2C за полчаса. Для аккумулятора ёмкостью 100 Ач 1C равно 100 А.
