Công cụ đổi Ah sang Wh là gì?
Dung lượng pin thường được ghi theo đơn vị ampe-giờ (Ah). Con số này cho biết pin có thể cung cấp bao nhiêu điện tích, nhưng lại không nói lên được pin tích trữ bao nhiêu năng lượng. Năng lượng phụ thuộc vào cả điện tích lẫn điện áp. Công cụ này giúp bạn đổi từ ampe-giờ sang watt-giờ (Wh) — thước đo thực sự của năng lượng tích trữ — để bạn có thể so sánh sòng phẳng những loại pin có mức điện áp khác nhau.
Cách sử dụng
Nhập dung lượng pin theo ampe-giờ và điện áp danh định của pin. Ví dụ, ắc-quy axit-chì thông dụng trên ô tô là 12 V, một cell pin lithium đơn lẻ khoảng 3,7 V, còn pack pin xe đạp điện thường dùng 48 V. Bấm tính toán để xem năng lượng quy đổi ra watt-giờ và kilowatt-giờ.
Giải thích công thức
Phép quy đổi dựa trên mối liên hệ rất đơn giản: $$\text{Wh} = \text{Ah} \times \text{V}$$. Tức là số watt-giờ bằng dung lượng tính theo ampe-giờ nhân với điện áp. Muốn đổi sang kilowatt-giờ, bạn chỉ cần chia cho 1000: $$\text{kWh} = \text{Wh} \div 1000$$. Điều này đúng vì công suất (watt) bằng dòng điện (ampe) nhân với điện áp (vôn), và năng lượng chính là công suất nhân với thời gian.
Ví dụ minh họa
Giả sử bạn có một viên pin 100 Ah ở mức 12 V. Năng lượng = $$100 \times 12 = 1{,}200 \text{ Wh}$$, tương đương 1,2 kWh. Lượng năng lượng này đủ để chạy một thiết bị 100 W trong khoảng 12 giờ, nếu bỏ qua hao hụt.
Điện Áp và Năng Lượng Pin Thông Dụng
Năng lượng tích trữ trong pin phụ thuộc vào cả dung lượng điện tích của nó (tính bằng amp-giờ) và điện áp danh định của nó. Cách chuyển đổi rất đơn giản: \(\text{Wh} = \text{Ah} \times \text{V}\). Vì điện áp khác nhau rất nhiều giữa các loại pin khác nhau và cấu hình khác nhau, cùng một dung lượng amp-giờ có thể đại diện cho các lượng năng lượng khả dụng rất khác nhau.
Bảng dưới đây liệt kê các loại pin thông dụng với điện áp danh định điển hình của chúng và giá trị watt-giờ mẫu cho dung lượng được liệt kê. Ví dụ: một pin lithium-ion đơn 3,7 V được định mức ở 3 Ah tích trữ \(3 \times 3.7 = \) 11,1 Wh.
| Loại pin | Điện áp danh định | Dung lượng mẫu (Ah) | Năng lượng (Wh) |
|---|---|---|---|
| Pin Li-ion đơn (18650/21700) | 3,7 V | 3 Ah | 11,1 Wh |
| Pin LiFePO4 đơn | 3,2 V | 100 Ah | 320 Wh |
| Pin AA NiMH | 1,2 V | 2 Ah | 2,4 Wh |
| Pin ô tô / axit chì | 12 V | 50 Ah | 600 Wh |
| Ngân hàng xả sâu / năng lượng mặt trời | 12 V | 100 Ah | 1200 Wh |
| Ngân hàng pin 24 V | 24 V | 100 Ah | 2400 Wh |
| Pin xe đạp điện 36 V | 36 V | 10 Ah | 360 Wh |
| Xe đạp điện / xe golf 48 V | 48 V | 20 Ah | 960 Wh |
Lưu ý rằng điện áp danh định là giá trị trung bình; điện áp đầu cuối thực tế tăng khi pin sạc đầy và giảm khi pin xả điện, vì vậy năng lượng được cung cấp trong thế giới thực có thể khác nhau một chút.
Ah to Wh Trên Các Kịch Bản Thông Dụng
Để cho thấy điện áp ảnh hưởng đến năng lượng tích trữ như thế nào, bảng dưới đây giữ dung lượng cố định ở 100 Ah và thay đổi điện áp danh định. Watt-giờ tỷ lệ trực tiếp với điện áp, vì vậy một gói 48 V tích trữ gần như 13 lần năng lượng của một pin 3,7 V đơn với cùng dung lượng amp-giờ.
| Dung lượng (Ah) | Điện áp (V) | Năng lượng (Wh) | Năng lượng (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 |
Để có kilowatt-giờ, chia watt-giờ cho 1000. Ví dụ: trường hợp 48 V cho \(4800 \div 1000 = 4.8\) kWh. Nếu thay vào đó bạn biết mục tiêu năng lượng của mình và cần dung lượng, quá trình chuyển đổi ngược Wh to Ah chia watt-giờ cho điện áp. Yêu cầu 4,8 kWh ở 48 V tương đương với 100 Ah.
Các Thuật Ngữ Chính Được Giải Thích
- Amp-giờ (Ah)
- Một thước đo dung lượng điện tích bằng dòng điện một ampe chảy trong một giờ. Nó cho bạn biết pin có thể cung cấp bao nhiêu dòng điện theo thời gian nhưng, riêng lẻ, nó không nói gì về năng lượng trừ khi biết điện áp. Milliamp-giờ (mAh) đơn giản là phần nghìn của amp-giờ: 1000 mAh = 1 Ah.
- Watt-giờ (Wh)
- Một đơn vị năng lượng bằng một watt công suất được cung cấp trong một giờ. Đối với pin, nó được tìm thấy bằng cách nhân dung lượng với điện áp: \(\text{Wh} = \text{Ah} \times \text{V}\). Watt-giờ cho phép so sánh công bằng giữa các pin có điện áp khác nhau.
- Kilowatt-giờ (kWh)
- Một nghìn watt-giờ (1 kWh = 1000 Wh). Đó là đơn vị tiêu chuẩn được sử dụng trên hóa đơn điện và để xác định kích thước hệ thống năng lượng mặt trời và pin xe điện.
- Điện áp danh định
- Điện áp trung bình hoặc định mức của pin trong quá trình xả điện bình thường, được sử dụng để tính toán năng lượng. Điện áp thực tế cao hơn khi sạc đầy và thấp hơn khi gần hết. Các giá trị danh định điển hình là 3,7 V cho Li-ion, 3,2 V cho LiFePO4, và 2 V cho mỗi pin axit chì (12 V cho pin sáu ô).
- Độ sâu xả điện (DoD)
- Tỷ lệ phần trăm dung lượng tổng cộng của pin đã được sử dụng. Một pin xả điện đến 80% DoD có 20% dung lượng còn lại. Nhiều loại pin kéo dài lâu hơn khi không xả điện hoàn toàn, vì vậy năng lượng khả dụng thường ít hơn Wh được định mức — ví dụ: chỉ \(80\%\) của pin 1200 Wh, hoặc 960 Wh, có thể được rút ra ở giới hạn DoD 80%.
Câu hỏi thường gặp
Vì sao phải đổi Ah sang Wh? Hai viên pin có cùng số Ah nhưng điện áp khác nhau sẽ tích trữ lượng năng lượng khác nhau. Watt-giờ cho phép bạn so sánh chúng một cách trực tiếp.
Nên dùng mức điện áp nào? Hãy dùng điện áp danh định của pin (ví dụ 12 V, 24 V, 48 V, hoặc 3,7 V cho mỗi cell lithium).
Công cụ có tính đến hiệu suất không? Không. Kết quả là năng lượng tích trữ về mặt lý thuyết. Năng lượng thực tế sử dụng được sẽ thấp hơn do hao hụt ở bộ inverter và giới hạn về độ sâu xả (depth-of-discharge).
