這個計算器的功能
這個工具能告訴你,要在指定的時間內驅動某個電器負載,需要多少安時(Ah)的電池容量。只要輸入負載功率(瓦)、希望運行的時間,以及你的電池系統電壓(常見為 12V、24V 或 48V),它就會把所需的電能換算成相對應的電池容量。
使用方式
1. 輸入負載功率(瓦)——把同時運作的所有設備功率加總起來。
2. 輸入你需要的運行時間(小時)。
3. 輸入電池的標稱電壓。
4. 視需要設定可用放電深度(DoD)——鉛酸電池通常為 50%,鋰電池(磷酸鐵鋰 LiFePO4)則常達 80~100%。計算結果即為你應該採購的電池容量。
公式說明
以瓦時(Wh)表示的電能等於功率乘以時間:\( \text{Wh} = \text{瓦} \times \text{小時} \)。由於安時是衡量在特定電壓下的電荷量,再除以電池電壓即可:\( \text{Ah} = \text{Wh} \div \text{V} \)。又因為一般不應把電池完全放光,還要再除以可用比例:
$$ \text{Ah} = \frac{\text{Watts} \times \text{Hours}}{\text{Volts} \times \dfrac{\text{DoD (\%)}}{100}} $$
實際範例
假設你想用一顆 12V 電池,讓一台 100 W 的電器運行 5 小時。電能 = \( 100 \times 5 = 500 \text{ Wh} \)。原始容量 = \( 500 \div 12 = 41.67 \text{ Ah} \)。若以 100% DoD 計算,大約需要 41.67 Ah;若以 50% DoD 計算,則需要 83.33 Ah,因此選擇一顆 100 Ah 的電池會是穩妥的做法。
按電池類型分類的典型放電深度
放電深度 (DoD) 是指在每個充放電循環中,您可以安全使用的電池額定容量的百分比。放電深度超過建議限值會縮短電池循環壽命,因此可用容量總是小於額定安培小時數。在調整電池組規模時,請使用下面的 dod 輸入值。
| 電池類型 | 建議可用 DoD | 對循環壽命的影響 |
|---|---|---|
| 泛用鉛酸電池 (FLA) | 約 50% | 經常超過 50% 放電會大幅縮短循環壽命;保持在 50% 或更高的電量狀態可延長使用壽命。 |
| AGM(密封鉛酸電池) | 約 50–60% | 比泛用鉛酸電池的循環能力稍深,但當剩餘電量低於約 50% 時,壽命仍會急劇下降。 |
| 膠體(密封鉛酸電池) | 約 50% | 類似於泛用鉛酸電池;深度、頻繁的放電會降解膠體電解質並減少循環次數。 |
| LiFePO4(磷酸鐵鋰) | 約 80–100% | 可在 80–100% 範圍內循環使用,幾乎沒有損耗;BMS 可防止過度放電,提供數千次循環。 |
由於鋰電池提供的可用容量約為鉛酸電池額定安培小時數的兩倍,一個 100 Ah LiFePO4 電池(約 80–100 Ah 可用容量)通常可以替代 200 Ah 鉛酸電池組(約 100 Ah 可用容量)。
實用建議
- 向上取整至下一個標準尺寸。電池有標稱尺寸(例如 50、100、200 Ah)。如果公式計算出 83.3 Ah,應選擇 100 Ah 電池,而非不足額定容量。
- 增加 15–25% 的裕度。實際系統會因逆變器效率損失(通常為 85–95%)、佈線、低溫(會降低鉛酸電池容量)和逐漸老化而損失能量。針對計算所需的 250 Ah,規劃裝機容量應約為 290–310 Ah。
- 大負載應選擇更高的系統電壓。從 12 V 升級至 24 V 或 48 V 可降低相同功率下的電流(進而降低安培小時數和電線規格),減少損耗和成本。小型系統使用 12 V,中型系統使用 24 V,大型太陽能/離網系統使用 48 V。
- 將 DoD 與電池化學特性相匹配。泛用/膠體鉛酸電池輸入約 50%,AGM 輸入約 50–60%,LiFePO4 輸入約 80–100%。使用正確的 DoD 可避免兩種情況:低估尺寸(會提前損害鉛酸電池)和過度支付未使用的鋰電池容量。
- 交叉驗證逆變器和電流消耗。根據峰值瓦數及其本身的裕度調整逆變器,並驗證電池能否持續供應所產生的電流而不超過其放電額定值。
這是用於規劃目的的一般性資訊,不構成專業工程建議。對於永久性或高功率安裝,請向具有資格的安裝人員和製造商確認尺寸調整和佈線規格。
常見問題
電壓越高,需要的安時數越少嗎?是的。相同的電能在 24V 系統下,所需安時數大約只有 12V 系統的一半,這也是大型系統採用較高電壓的原因。
需要預留安全餘裕嗎?需要——建議多加 15~25%,以涵蓋逆變器損耗、低溫環境及電池老化等因素。
該用多少 DoD?液態鉛酸電池約取 50%,AGM 電池取 50~60%,磷酸鐵鋰(LiFePO4)鋰電池則可取 80~100%。