Công cụ này dùng để làm gì
Công cụ này cho bạn biết cần dung lượng ắc quy bao nhiêu ampe-giờ (Ah) để cấp điện cho một tải nhất định trong khoảng thời gian mong muốn. Bạn chỉ cần nhập công suất tải (watt), thời gian cần chạy và điện áp hệ thống ắc quy (thường là 12V, 24V hoặc 48V). Công cụ sẽ quy đổi nhu cầu năng lượng thành dung lượng ắc quy cần có.
Cách sử dụng
1. Nhập công suất tải tính bằng watt (cộng tổng tất cả thiết bị hoạt động cùng lúc).
2. Nhập thời gian chạy cần thiết tính bằng giờ.
3. Nhập điện áp danh định của ắc quy.
4. (Tùy chọn) Đặt độ xả sâu khả dụng (DoD) — ắc quy axit-chì thường ở mức 50%, còn lithium (LiFePO4) thường là 80–100%. Kết quả chính là dung lượng ắc quy bạn nên mua.
Giải thích công thức
Năng lượng tính bằng watt-giờ bằng công suất nhân với thời gian: \(\text{Wh} = \text{W} \times \text{giờ}\). Vì ampe-giờ đo điện tích ở một điện áp nhất định, ta chia cho điện áp ắc quy: \(\text{Ah} = \text{Wh} / \text{V}\). Bởi vì thông thường bạn không nên xả cạn ắc quy, hãy chia thêm một lần nữa cho phần dung lượng sử dụng được:
$$\text{Ah} = \frac{\text{Watts} \times \text{Hours}}{\text{Volts} \times \dfrac{\text{DoD (\%)}}{100}}$$
Ví dụ minh họa
Bạn muốn chạy một thiết bị 100 W trong 5 giờ bằng ắc quy 12 V. Năng lượng = \(100 \times 5 = 500\) Wh. Dung lượng thô = \(500 \div 12 = 41{,}67\) Ah. Ở mức DoD 100%, bạn cần khoảng 41,67 Ah; còn ở mức DoD 50%, bạn sẽ cần 83,33 Ah, vì vậy ắc quy 100 Ah là lựa chọn an toàn.
Độ sâu phóng điện điển hình theo loại pin
Độ sâu phóng điện (DoD) là tỷ lệ phần trăm dung lượng định mức của pin mà bạn có thể sử dụng an toàn trong mỗi chu kỳ. Phóng điện sâu hơn giới hạn được khuyến nghị sẽ rút ngắn vòng đời chu kỳ, vì vậy dung lượng có thể sử dụng luôn ít hơn ampe-giờ trên bảng tên. Sử dụng các giá trị dưới đây làm đầu vào dod khi định lượng một ngân hàng pin.
| Loại pin | DoD có thể sử dụng được khuyến nghị | Tác động đến vòng đời chu kỳ |
|---|---|---|
| Pin chì-axit mở (FLA) | ~50% | Thường xuyên vượt quá 50% sẽ làm giảm mạnh vòng đời chu kỳ; duy trì ở hoặc trên 50% trạng thái sạc sẽ tối đa hóa tuổi thọ. |
| AGM (pin chì-axit kín) | ~50–60% | Chịu được chu kỳ phóng điện sâu hơn một chút so với mở, nhưng tuổi thọ vẫn giảm dốc khi còn lại dưới ~50% điện tích. |
| Gel (pin chì-axit kín) | ~50% | Tương tự như mở; phóng điện sâu và thường xuyên sẽ làm suy giảm chất điện giải gel và giảm số chu kỳ. |
| LiFePO4 (lithium iron phosphate) | ~80–100% | Có thể chu kỳ hoá ở 80–100% với tác động tối thiểu; BMS bảo vệ chống lại phóng điện quá mức, cung cấp hàng nghìn chu kỳ. |
Vì lithium cung cấp khoảng gấp đôi dung lượng có thể sử dụng được trên mỗi Ah định mức so với chì-axit, pin LiFePO4 100 Ah (≈80–100 Ah có thể sử dụng được) thường thay thế một ngân hàng chì-axit 200 Ah (≈100 Ah có thể sử dụng được).
Khuyến nghị thực tế
- Làm tròn lên kích thước tiêu chuẩn tiếp theo. Pin có các kích thước danh định (ví dụ: 50, 100, 200 Ah). Nếu công thức cho 83,3 Ah, hãy chọn pin 100 Ah thay vì lựa chọn kích thước nhỏ hơn.
- Thêm biên độ 15–25%. Các hệ thống thực tế mất năng lượng do hiệu suất bộ biến tần (thường là 85–95%), dây dẫn, nhiệt độ lạnh (làm giảm dung lượng chì-axit), và lão hóa dần dần. Đối với nhu cầu được tính là 250 Ah, hãy lên kế hoạch cho khoảng 290–310 Ah dung lượng được cài đặt.
- Chọn điện áp hệ thống cao hơn cho tải lớn. Chuyển từ 12 V sang 24 V hoặc 48 V giảm dòng điện (và do đó ampe-giờ và kích thước dây) cho cùng một công suất, giảm tổn thất và chi phí. Sử dụng 12 V cho các thiết lập nhỏ, 24 V cho kích thước trung bình, và 48 V cho các ngân hàng năng lượng mặt trời/ngoài lưới lớn.
- Khớp DoD với hóa học của bạn. Nhập ~50% cho chì-axit mở/gel, ~50–60% cho AGM, và ~80–100% cho LiFePO4. Sử dụng DoD chính xác ngăn chặn cả hai tình huống dưới kích thước (giết chết chì-axit sớm) và trả quá tiền cho dung lượng lithium không sử dụng.
- Kiểm tra chéo bộ biến tần và mức hút dòng. Định lượng bộ biến tần cho công suất đỉnh của bạn với biên độ của chính nó, và xác minh pin có thể cung cấp dòng điện kết quả liên tục mà không vượt quá tỷ lệ phóng điện của nó.
Đây là thông tin chung cho mục đích lập kế hoạch, không phải là lời khuyên kỹ thuật chuyên nghiệp. Đối với các lắp đặt vĩnh viễn hoặc công suất cao, hãy xác nhận kích thước và đấu dây với một nhà cài đặt được đủ tiêu chuẩn và thông số kỹ thuật của nhà sản xuất.
Câu hỏi thường gặp
Điện áp cao hơn có cần ít ampe-giờ hơn không? Đúng vậy. Cùng một lượng năng lượng, hệ 24V chỉ cần khoảng một nửa số ampe-giờ so với hệ 12V — đó là lý do các hệ thống lớn thường dùng điện áp cao hơn.
Tôi có nên cộng thêm hệ số an toàn không? Có — nên cộng thêm 15–25% để bù cho tổn hao của bộ kích điện (inverter), thời tiết lạnh và sự lão hóa của ắc quy.
Nên chọn DoD bao nhiêu? Khoảng 50% cho ắc quy axit-chì hở (nước), 50–60% cho ắc quy AGM, và 80–100% cho ắc quy lithium LiFePO4.
