Время автономной работы
Какая батарея нужна?
Большинство методик выбора емкости батареи на вопрос «Какая батарея нужна?» отвечают вопросом «А какое нужно время резервного питания?». И хотя редко кто сходу может назвать требуемое время, теоретически подход разумный – ведь мы выбираем батарею под время, а не наоборот.
Но у теории есть изъян – аккумуляторы рассчитываются совсем не теоретические, а вполне физические, тяжелые и недешевые. Поэтому на практике выбор чаще идет в обратном направлении: «есть место под батарею и есть бюджет – сколько «протянут» варианты, вписывающиеся в эти ограничения?».
Тем более вариантов комплектации батарей не так уж много – по следующим причинам:
- из практических соображений (удобство монтажа, доступность со склада) и из-за хорошего соотношения «емкость/цена» в системы резервного электроснабжения дома чаще всего ставят «12В х 200 А-час» или «12В х220 А-час» аккумуляторы- для резервного электроснабжения дома (если не планируется подключать ветряки с зарядным устройством 24В) чаще всего берут инверторы с номиналом 48В.
Поскольку батарея для инвертора на 48В наращивается с шагом в 4 аккумулятора 12В (48В=12В х 4), обычно используют такие комплекты батарей:
4 шт. АКБ 12В х 200 (220) А-ч – батарея 48В х 200 (220)А-ч / вес ~280 кг
8 шт. АКБ 12В х 200 (220) А-ч – батарея 48В х 400 (440)А-ч / вес ~560 кг
12 шт. АКБ 12В х 200 (220) А-ч – батарея 48В х 600 (660)А-ч / вес ~840 кг
16 шт. АКБ 12В х 200 (220) А-ч – батарея 48В х 800 (880)А-ч / вес ~1120 кг
Батареи емкостью больше 800 А-ч в «домашнем» резервном электроснабжении используют нечасто и комплектуют из других аккумуляторов – номинала 2В или 6В и большей емкости. Такие аккумуляторы поставляются только под заказ. Понятно, что чем батарея больше, тем лучше. Но немалые цена и вес аккумуляторов заставляют руководствоваться принципом разумной достаточности. Например, батарея 400А-часов (8 шт. АКБ) к 3 кВт-ному инвертору OutBack VFX3048 стоит больше самого инвертора и весит полтонны.
Разумеется, чтобы выбрать подходящий комплект, нужно знать, сколько времени он способен поддерживать именно Вашу резервируемую мощность.
Простой способ оценить время резервного питания:
- Время автономной работы (час) = Энергоемкость батареи (кВА-час) / Среднечасовая мощность (кВА)
- Энергоемкость батареи (кВА) = В х А-час х Глубина разряда (0.3 – 0.8) / 1000
- Глубина разряда – выбранный предел максимального разряда батареи, который задается при настройке инвертора (обычно устанавливается от 0.6 до 0.8, полный разряд разрешать не рекомендуется)
- Среднечасовая мощность нагрузки – условная мощность, которая учитывает режим работы электроприборов (что не все они потребляют энергию непрерывно).
Для упрощенного расчета можно принимать, что одна 12-вольтовая АКБ 220 А-ч содержит в себе энергию в объеме 2 кВт/ч. Т.е. если мы будем разряжать батарею нагрузкой 100 Вт, то её должно хватить на 20 часов. Чтобы примерно оценить время работы от батареи, умножаем число аккумуляторов 12Вх220А-ч на 2 (это Энергоемкости батареи), и делим на Среднечасовую мощность нагрузки.
Способ дает очень приблизительную оценку, так как базируется на номинальной емкости батареи. Это емкость разряда номинальным током разряда (таким, при котором разряд будет происходить 20 часов). Реальные токи разряда почти всегда больше, а зависимость времени разряда от тока – нелинейная. Рекомендуем использовать наш готовый расчет с поправкой на реальные токи разряда.
Пример таблицы для батарей 48В, составленных из АКБ 12В х 200А-ч
Время автономной работы (часы) для разных среднечасовых значений нагрузки и разных настроек разрешенного уровня разряда:
| Нагр. | кВА: | 0.5 | 0.75 | 1 | 1.25 | 1.5 | 2 | 2.5 | 3 | 3.5 | 4
| 5 | 6
| P |
| Ток | А: | 10.4 | 15.6 | 20.8 | 26.0 | 31.3 | 41.7 | 52.1 | 62.5 | 72.9 | 83.3 | 104 | 125 | |
| Разряд: | 4 шт. АКБ 12В х 200А-ч, т.е. батарея 48В х 200А-ч; Номинал энергия (кВА)=
| 9.6 | ||||||||||||
| макс. | 0.8 | 15.2 | 9.4 | 6.6 | 5.1 | 4.1 | 2.9 | 2.2 | 1.8 | 1.5 | 1.3 | 1.0 | 0.8 | 7.7 |
| средн. | 0.6 | 11.4 | 7.0 | 5.0 | 3.8 | 3.1 | 2.2 | 1.7 | 1.3 | 1.1 | 0.9 | 0.7 | 0.6 | 5.8 |
| малый | 0.3 | 5.7 | 3.5 | 2.5 | 1.9 | 1.5 | 1.1 | 0.8 | 0.7 | 0.6 | 0.5 | 0.4 | 0.3 | 2.9 |
| 8 шт. АКБ 12В х 200А-ч, т.е. батарея 48В х 400А-ч; Номиналэнергия (кВА)= | 19.2 | |||||||||||||
| макс. | 0.8 | 35.0 | 21.5 | 15.2 | 11.6 | 9.4 | 6.6 | 5.1 | 4.1 | 3.4 | 2.9 | 2.2 | 1.8 | 15.4 |
| средн. | 0.6 | 26.3 | 16.1 | 11.4 | 8.7 | 7.0 | 5.0 | 3.8 | 3.1 | 2.5 | 2.2 | 1.7 | 1.3 | 11.5 |
| малый | 0.3 | 13.1 | 8.1 | 5.7 | 4.4 | 3.5 | 2.5 | 1.9 | 1.5 | 1.3 | 1.1 | 0.8 | 0.7 | 5.8 |
| 12 шт. АКБ 12В х 200А-ч, т.е. батарея 48В х 600А-ч; Номиналэнергия (кВА)= | 28.8 | |||||||||||||
| макс. | 0.8 | 57.1 | 35.0 | 24.8 | 19.0 | 15.2 | 10.8 | 8.2 | 6.6 | 5.5 | 4.7 | 3.6 | 2.9 | 23.0 |
| средн. | 0.6 | 42.8 | 26.3 | 18.6 | 14.2 | 11.4 | 8.1 | 6.2 | 5.0 | 4.1 | 3.5 | 2.7 | 2.2 | 17.3 |
| малый | 0.3 | 21.4 | 13.1 | 9.3 | 7.1 | 5.7 | 4.0 | 3.1 | 2.5 | 2.1 | 1.8 | 1.3 | 1.1 | 8.6 |
| 16 шт. АКБ 12В х 200А-ч, т.е. батарея 48В х 800А-ч; Номиналэнергия (кВА)= | 38.4 | |||||||||||||
| макс. | 0.8 | 80.6 | 49.5 | 35.0 | 26.8 | 21.5 | 15.2 | 11.6 | 9.4 | 7.8 | 6.6 | 5.1 | 4.1 | 30.7 |
| средн. | 0.6 | 60.5 | 37.1 | 26.3 | 20.1 | 16.1 | 11.4 | 8.7 | 7.0 | 5.8 | 5.0 | 3.8 | 3.1 | 23.0 |
| малый | 0.3 | 30.2 | 18.6 | 13.1 | 10.1 | 8.1 | 5.7 | 4.4 | 3.5 | 2.9 | 2.5 | 1.9 | 1.5 | 11.5 |