什麼是 Ah 轉 Wh 計算器?
電池容量通常以安培小時 (Ah) 標示,這個數值告訴你電池能釋放多少電荷,卻無法直接看出它究竟儲存了多少能量。真正的儲能多寡,同時取決於電荷量與電壓。這個計算器能把安培小時換算成瓦時 (Wh)——也就是電池實際儲存能量的標準單位——讓你能在同一基準上,公平比較不同電壓的電池。
使用方法
輸入電池的安培小時容量與標稱電壓即可。舉例來說,常見的鉛酸汽車電瓶為 12 V,單顆鋰電池約 3.7 V,而電動自行車的 48 V 電池組則使用 48 V。按下計算,就能得到以瓦時 (Wh) 與千瓦時 (kWh) 表示的能量。
公式解析
換算採用一個非常簡單的關係式:$$\text{Wh} = \text{Ah} \times \text{V}$$瓦時等於安培小時數乘以電壓。若想以千瓦時表示,只要除以 1000:$$\text{kWh} = \text{Wh} \div 1000$$原理在於功率(瓦)等於電流(安培)乘以電壓(伏特),而能量則是功率乘以時間。
實際範例
假設你有一顆 12 V、容量 100 Ah 的電池。能量 $$= 100 \times 12 = 1{,}200 \text{ Wh}$$也就是 1.2 kWh。在不計損耗的情況下,這大約足以讓一台 100 W 的電器運轉約 12 小時。
常見電池電壓及其能量
電池中儲存的能量取決於其電荷容量(以安培小時計)和額定電壓。轉換公式很簡單:\(\text{瓦特小時} = \text{安培小時} \times \text{伏特}\)。由於不同電池化學成分和配置之間的電壓差異很大,相同的安培小時額定值可能代表完全不同的可用能量。
下表列出常見電池類型,及其典型額定電壓和所列容量的樣本瓦特小時值。例如,一個額定為 3 Ah 的 3.7 V 鋰離子電池儲存了 \(3 \times 3.7 = \) 11.1 Wh。
| 電池類型 | 額定電壓 | 樣本容量 (Ah) | 能量 (Wh) |
|---|---|---|---|
| 單個鋰離子電池 (18650/21700) | 3.7 V | 3 Ah | 11.1 Wh |
| 單個磷酸鐵鋰電池 | 3.2 V | 100 Ah | 320 Wh |
| AA 鎳氫電池 | 1.2 V | 2 Ah | 2.4 Wh |
| 汽車 / 鉛酸電池 | 12 V | 50 Ah | 600 Wh |
| 深循環 / 太陽能電池 | 12 V | 100 Ah | 1200 Wh |
| 24 V 電池組 | 24 V | 100 Ah | 2400 Wh |
| 36 V 電動自行車電池 | 36 V | 10 Ah | 360 Wh |
| 48 V 電動自行車 / 高爾夫球車 | 48 V | 20 Ah | 960 Wh |
請注意,額定電壓是一個平均值;實際終端電壓在完全充電時會升高,在放電時會下降,因此實際交付的能量可能略有不同。
安培小時轉瓦特小時的常見情景
為了展示電壓對儲存能量影響有多大,下表保持容量固定在 100 Ah,並改變額定電壓。瓦特小時與電壓成正比,因此一個 48 V 電池組在相同的安培小時額定值下,比單個 3.7 V 電池儲存的能量大約多 13 倍。
| 容量 (Ah) | 電壓 (V) | 能量 (Wh) | 能量 (kWh) |
|---|---|---|---|
| 100 Ah | 3.7 V | 370 Wh | 0.37 kWh |
| 100 Ah | 12 V | 1200 Wh | 1.2 kWh |
| 100 Ah | 24 V | 2400 Wh | 2.4 kWh |
| 100 Ah | 48 V | 4800 Wh | 4.8 kWh |
要取得千瓦小時,請將瓦特小時除以 1000。例如,48 V 的情況給出 \(4800 \div 1000 = 4.8\) kWh。如果你知道目標能量並需要容量,反向瓦特小時轉安培小時轉換將瓦特小時除以電壓。48 V 下的 4.8 kWh 需求相當於100 Ah。
關鍵術語說明
- 安培小時 (Ah)
- 電荷容量的測量單位,等於一個電流安培流動一小時。它告訴你電池可以在一段時間內供應多少電流,但單獨來說,除非知道電壓,否則它對能量沒有說明。毫安培小時 (mAh) 只是安培小時的千分之一:1000 mAh = 1 Ah。
- 瓦特小時 (Wh)
- 能量單位,等於一瓦特功率持續一小時。對於電池,它通過將容量乘以電壓來計算:\(\text{瓦特小時} = \text{安培小時} \times \text{伏特}\)。瓦特小時允許不同電壓電池的公平比較。
- 千瓦小時 (kWh)
- 一千瓦特小時 (1 kWh = 1000 Wh)。這是用於電費單據和太陽能系統及電動汽車電池尺寸的標準單位。
- 額定電壓
- 電池在正常放電期間的平均或評定電壓,用於能量計算。實際電壓在完全充電時更高,在幾乎空電時更低。典型的額定值是鋰離子的 3.7 V、磷酸鐵鋰的 3.2 V 和鉛酸電池每個電芯 2 V(六電芯電池為 12 V)。
- 放電深度 (DoD)
- 電池已使用的總容量的百分比。放電深度為 80% 的電池還有 20% 的容量。許多電池類型在不完全放電時使用壽命更長,因此可用能量通常小於額定的 Wh — 例如,1200 Wh 電池的只有 \(80\%\),即 960 Wh,可能在 80% DoD 限制下被使用。
常見問題
為什麼要把 Ah 換算成 Wh?兩顆 Ah 相同但電壓不同的電池,儲存的能量其實天差地遠。換算成瓦時後,就能直接比較高下。
該使用哪個電壓值?請使用電池的標稱電壓(例如 12 V、24 V、48 V,或單顆鋰電池的 3.7 V)。
這有把效率算進去嗎?沒有。計算結果是理論上的儲存能量。由於逆變器損耗與放電深度限制,實際可用的能量會更低。