Egy 100 Ah feliratú akkumulátorról önmagában nem derül ki, hány óráig működik róla a számítógép, a világítás vagy egy kisebb fogyasztó. Ehhez a feszültségre, a tényleges terhelésre és a hozzáférhető energiamennyiségre is szükség van. Ráadásul a készülék számára hasznos energia kevesebb lehet a címkén szereplő névleges értéknél.
Az akkumulátor-üzemidő kalkulátor ezekből az adatokból készít átlátható becslést. Az eredmény akkor használható jól, ha minden szorzó jelentését rögzíted, és ugyanazt a veszteséget egyszer veszed figyelembe. A következő példák feltételezett adatokkal mutatják be a számítás menetét; konkrét akkumulátor teljesítményét a saját adatlapja alapján lehet értékelni.
Mit jelent az Ah és a Wh?
Az amperóra elektromos töltésmennyiséget fejez ki. Az 1 Ah egy amper áramerősség egy órán át történő fenntartásának megfelelő töltés. A wattóra energiamennyiség: 1 Wh egy watt teljesítmény egy órán át. A két adat között a feszültség teremt kapcsolatot.
Névleges energia Wh-ban ≈ névleges feszültség V-ban × kapacitás Ah-ban.
Egy 12,8 V-os, 100 Ah-s akkumulátor névleges energiája így 1280 Wh. Egy 25,6 V-os, 100 Ah-s akkumulátoré 2560 Wh. A két Ah-érték azonos, az energiamennyiség kétszeres. A névleges feszültség itt közelítő számítási alap: a kapocsfeszültség a kisütés során változik.
A gyártói dokumentációban ezért érdemes a Wh-adatot is megkeresni. A Victron műszaki adatlapja például külön közli a névleges feszültséget, kapacitást és energiát, valamint eltérő hőmérsékletekhez tartozó kapacitásadatokat. Az ott megadott értékek az adott termékcsaládra vonatkoznak.
Mennyi energia jut el ténylegesen a fogyasztóhoz?
A kalkulátor három külön tényezővel módosítja a névleges energiát. A felhasználható kapacitás megadja, mekkora részt tervezel kivenni. A rendszerhatásfok az átalakítás veszteségeit képviseli. Az állapot- és terhelési korrekció a névleges feltételektől való eltérést foglalja össze.
Hasznos energia = V × Ah × felhasználható hányad × hatásfok × korrekció.
A százalékokat a képletben tört alakban használjuk. Nyolcvan százalék helyett 0,80, kilencven százalék helyett 0,90 szerepel. A korrekciós szorzó 1 értéke változatlan kapacitást jelent; 0,90 esetén a modell további tíz százalékot levon.
Az elkülönítés megelőzi a kettős csökkentést. Ha például a megadott kapacitás már egy mérésből származó, öregedéssel korrigált érték, ugyanarra az öregedésre külön újabb szorzót alkalmazni hibás lehet. Hasonlóképpen, a fogyasztó kimenetén már megmért használható Wh-adatra a teljes átalakítási veszteséget újból ráterhelni félrevezető.
Egy teljes számítás 60 wattos terheléssel
Vegyünk egy szemléltető esetet: 12,8 V névleges feszültség, 100 Ah kapacitás, 80% felhasználható rész, 90% rendszerhatásfok és 0,90 állapotkorrekció. A fogyasztó folyamatosan 60 W-ot igényel.
- Névleges energia: 12,8 × 100 = 1280 Wh.
- Felhasználható névleges rész: 1280 × 0,80 = 1024 Wh.
- Állapotkorrekció után: 1024 × 0,90 = 921,6 Wh.
- Fogyasztóhoz jutó energia: 921,6 × 0,90 = 829,44 Wh.
- Becsült üzemidő: 829,44 / 60 = 13,824 óra.
Ez körülbelül 13 óra 49 perc. A tizedes órát 60-nal kell átváltani percre: 0,824 × 60 = 49,44 perc. A 13,824 óra tehát nem 13 óra 82 perc.
Az eredményt célszerű 13,8 órás modellbecslésként kezelni. A kiinduló feltételezések pontossága nem indokol másodpercre pontos ígéretet. Ha a terhelés ugyanebben a modellben 120 W-ra nő, az eredmény 6,912 óra. A tényleges akkumulátor nagyobb kisütési áramnál ettől eltérően is viselkedhet.
Átlagos fogyasztást használj, és jelöld a mérés helyét
Egy tápegységre írt 90 W gyakran a névleges kimeneti képesség. A hozzá kapcsolt készülék aktuális fogyasztása ettől eltérhet. A használati módhoz tartozó mért átlag sokkal jobb alap: videóvágás, készenlét és egyszerű szövegszerkesztés eltérő terhelést jelenthet.
Változó teljesítménynél az energiamennyiségeket összegezheted. Egy feltételezett eszköz két órán át 70 W-ot, majd négy órán át 25 W-ot használ. A két szakasz energiaigénye 140 Wh és 100 Wh, összesen 240 Wh. Hat órára az átlag 40 W. A ciklus ismétlődését feltételezve ezzel lehet tovább számolni.
A villamos teljesítmény kalkulátor segít az alapmennyiségek értelmezésében. A fogyasztási költség számítása pedig akkor következhet, amikor már időszakra összegzett kWh-adatod van. Az akkumulátorból kivett és a hálózatból visszatöltött energia külön mérési pontot jelent.
Az inverter saját fogyasztása külön figyelmet igényel
Kis terhelésnél a berendezés saját fogyasztása arányaiban jelentős lehet. Ha a példabeli 60 W-os fogyasztóhoz 90%-os átalakítás tartozik, az akkumulátoroldali teljesítmény 60 / 0,90 = 66,67 W. Ha ezen felül 5 W saját fogyasztást feltételezel, összesen 71,67 W jut az akkumulátor terhére.
A rendelkezésre álló, átalakítás előtti 921,6 Wh-ból ekkor körülbelül 12,86 óra adódik. Ez külön kézi érzékenységi számítás: az alap-kalkulátor a rendszerhatásfokot egyetlen összesített értékkel kezeli. A saját fogyasztás figyelembevételére csak olyan hatásfokot használj, amelynek értelmezése egyértelmű.
Ha a gyártó terhelésfüggő hatásfokgörbét közöl, annak megfelelő tartományát nézd. Egyetlen csúcshatásfokból minden üzemállapotra azonos következtetést levonni pontatlan lehet. Készülékcsere előtt a valós, szokásos terheléssel végzett megfigyelés segít ellenőrizni a feltételezést.
Miért változhat a kapacitás a terheléssel?
A Victron Peukert-magyarázata bemutatja, hogy a kisütés sebessége és a hozzáférhető kapacitás összefügghet, különösen ólomakkumulátoroknál. A gyártó által megadott kapacitáshoz mérési feltételek tartoznak. Ezek ellenőrzése nélkül a címke adatát bármilyen terhelésre kiterjeszteni bizonytalan.
A DG kalkulátor korrekciós tényezője egyszerű szorzó. Nem teljes Peukert-modell, és nincs mögötte automatikusan felismerhető akkumulátorkémia. Saját mért adat vagy gyártói terhelési görbe alapján adható értelmes becslés. Ismeretlen körülménynél jobb több feltételezést összehasonlítani, mint indokolatlanul pontos szorzót választani.
Ugyanez igaz a hőmérsékletre és az életkorra. A különböző akkumulátorok eltérően változnak, ezért egyetlen általános százalék helyett a saját termék adatlapja és állapota számít. A számított üzemidő az indulási áramigényt, a teljesítménykorlátokat és a készülékek kompatibilitását nem igazolja.
Visszafelé is számolhatsz, majd ellenőrizheted a tervet
Ha nyolc órára kell 60 W átlagos teljesítmény, az energiaigény 480 Wh. Az előző, változatlan feltételezésekkel a szükséges névleges kapacitás 480 / (12,8 × 0,80 × 0,90 × 0,90) ≈ 57,87 Ah. Ez az egyenlet átrendezése, amely kiindulópontot ad az összevetéshez; konkrét terméket nem minősít.
Írd a számítás mellé, honnan származik a terhelési adat, milyen használatot fed le, és mit tartalmaz a hatásfok. Készíts például normál és nagyobb fogyasztású esetet. Amikor később valódi üzemidőt mérsz, ugyanezekhez a feltételekhez hasonlítsd. Így megállapítható, hogy a fogyasztásbecslés, a használható kapacitás vagy az összesített veszteség tért el leginkább a tervtől.