Время работы домашнего аккумулятора рассчитывают по формуле (паспортная энергоёмкость в кВт·ч × допустимая глубина разряда × КПД инвертора) ÷ фактическая нагрузка в кВт, поэтому у аккумулятора нет одного гарантированного времени резервного питания. В этом материале приведены условные расчёты для систем на 5, 10 и 16 кВт·ч, в том числе пример для 16 кВт·ч, и объяснены пять факторов, меняющих результат. Это дополнение к нашему материалу о том, как выбрать правильный размер аккумулятора: там потребности превращаются в необходимую ёмкость, а здесь ёмкость превращается в часы работы.
Краткий ответ
Время работы, это ваша полезная энергия, делённая на нагрузку. Полезная энергия, это не паспортные кВт·ч: это паспортное значение, умноженное на глубину разряда и эффективность преобразования, что для системы на LiFePO4 даёт примерно 85 % от заявленной цифры. Разделите эту полезную энергию в кВт·ч на вашу реальную нагрузку в кВт, и вы получите часы. Это число действительно только вместе с привязанной к нему нагрузкой. Аккумулятор на 10 кВт·ч не «работает X часов» как факт о самом аккумуляторе; он работает долго при низкой нагрузке и недолго при высокой. Поэтому всякий раз, когда вы видите показатель времени работы, задавайте единственный вопрос, который делает его осмысленным: при какой нагрузке?
Формула времени работы
Вот весь расчёт в одну строку. Термины характеристик в нём (полезная ёмкость, глубина разряда, КПД полного цикла заряда-разряда) полностью определены в нашем полного гида покупателя LiFePO4; здесь мы лишь используем их и ссылаемся назад, а не повторяем.
Время работы (часов) = (номинальная ёмкость кВт·ч × глубина разряда × КПД инвертора) ÷ ваша нагрузка в кВтНачинайте с полезной энергии, а не с паспортных кВт·ч
Аккумулятор на «10 кВт·ч» не даёт вам 10 кВт·ч работы. Между паспортом и вашими приборами стоят два вычета. Первое, это глубина разряда: система управления аккумулятором (BMS) держит резерв, чтобы защитить ячейки, поэтому устройство на LiFePO4 отдаёт примерно от 80 до 95 % своей паспортной энергии, как Battery University (BU-808) излагает. Второе, это эффективность преобразования: превращение накопленного постоянного тока в переменный ток, который использует ваш дом, обходится в несколько процентов, поэтому эффективность одностороннего разряда (преобразования в инверторе) обычно составляет около 90–95 % на уровне системы, и именно эта цифра применяется ко времени работы, а не полный КПД цикла заряда и разряда (Battery University, BU-808). Перемножьте эти два коэффициента, и разумная плановая цифра для полезной отданной энергии составит около 85 % от паспортной: аккумулятор на 10 кВт·ч даёт вам примерно 8,5 кВт·ч для расходования.
Затем разделите на вашу реальную нагрузку в киловаттах
Ваша нагрузка, это вторая половина формулы, и она решает всё. Ёмкость измеряется в киловатт-часах (кВт·ч), это размер бака; нагрузка, в киловаттах (кВт), это скорость, с которой вы её потребляете. Разделите одно на другое, и та же накопленная энергия даёт много часов при низком потреблении и мало при высоком.
Сколько часов работает аккумулятор на самом деле?
Сложите две половины вместе. Возьмите паспортные кВт·ч, умножьте примерно на 0,85 для полезной энергии, затем разделите на вашу нагрузку в кВт. Это даёт плановую оценку, которую всегда читают как «при этой предполагаемой нагрузке». Это потолок, а не обещание: пять факторов далее в этом руководстве тянут реальное число вниз. Но это всё равно правильная точка старта.
Готовые примеры: тот же аккумулятор, очень разные часы
Таблица ниже применяет формулу для трёх распространённых размеров при двух нагрузках: нагрузка «только самое необходимое» около 0,25 кВт (холодильник, LED-освещение, роутер и ONT, телефон и ноутбук) и более тяжёлая нагрузка около 0,8 кВт (то же самое необходимое плюс циркуляционный насос газового котла и больше устройств). Читайте каждую цифру как «при этой предполагаемой нагрузке», а не как постоянное свойство аккумулятора.
| Аккумулятор (номинал) | Полезная отданная (~85 %) | При ~0,25 кВт (только необходимое) | При ~0,8 кВт (необходимое плюс отопление) |
|---|---|---|---|
| 5 кВт·ч | ~4,25 кВт·ч | ~17 часов | ~5 часов |
| 10 кВт·ч | ~8,5 кВт·ч | ~34 часа | ~11 часов |
| 16 кВт·ч | ~13,6 кВт·ч | ~54 часа | ~17 часов |
Почему тот же аккумулятор показывает два разных числа
Посмотрите вдоль одной строки. Аккумулятор на 5 кВт·ч работает примерно 17 часов при низкой нагрузке и примерно 5 при более тяжёлой, это трёхкратная разница от одного продукта, полностью определяемая тем, что вы к нему подключаете. Время работы, это свойство аккумулятора и нагрузки вместе, никогда не одного лишь аккумулятора, поэтому показатель времени работы без привязанной нагрузки невозможно проверить. Полезная версия всегда условна: этот аккумулятор работает примерно столько при примерно такой нагрузке.
Оцените собственную нагрузку за пять минут
Таблица выше использует предполагаемые нагрузки. Чтобы сделать её своей, вам нужна лишь приблизительная цифра того, что работает одновременно во время отключения. Полный метод составления списка критических нагрузок, с упражнением «должно работать» в две колонки, изложен в нашем руководстве о том, как выбрать правильный размер аккумулятора; здесь приведён краткий вариант для расчёта времени работы.
Быстрый метод по мощности приборов
| Прибор | Типичная мощность | Примечания |
|---|---|---|
| Холодильник | 100–200 Вт | периодически включается и выключается, поэтому среднее потребление ниже. См. руководство о резервном питании холодильника для планирования с учётом особенностей этого прибора. |
| LED-освещение, несколько комнат | около 50 W | |
| Роутер и ONT | 20–40 Вт | работает непрерывно |
| Циркуляционный насос газового котла | 50–100 Вт | критично для отопления |
| Зарядка ноутбука и телефона | около 100 W |
Подставьте вашу нагрузку в формулу
Сложите только те приборы, что работают одновременно, затем разделите на 1000, чтобы получить киловатты. Квартира, в которой работают холодильник, свет, роутер и ноутбук, может дать в сумме примерно от 250 до 350 Вт, около 0,3 кВт. Аккумулятор на 10 кВт·ч с примерно 8,5 кВт·ч полезной энергии, делённый на 0,3 кВт, даёт примерно 28 часов при этой предполагаемой нагрузке; добавьте насос котла и больше устройств, и тот же аккумулятор даст значительно меньше. Посчитайте это для собственного списка, и оценка будет строиться на вашем доме, а не на каталоге.
Пять вещей, из-за которых реальное время работы отличается от заявленного
Формула даёт чистый потолок. Реальное число лежит ниже него, и пять факторов решают, насколько ниже.
Полезная ёмкость и глубина разряда
Вы никогда не получаете паспортных кВт·ч. Полезная энергия, это паспортное значение, умноженное на глубину разряда, поэтому первый и самый большой разрыв между заявленным и реальностью заложен в самом аккумуляторе, как Battery University (BU-808) объясняет. Формируйте свои ожидания от полезной энергии, а не от числа на коробке.
Преобразование в инверторе и потери в режиме ожидания
Преобразование накопленного постоянного тока в бытовой переменный ток не бесплатно, и сам инвертор также непрерывно потребляет небольшое количество энергии лишь чтобы оставаться активным. Оба сокращают реальное время работы по сравнению с бумажным расчётом, и очень низкая нагрузка не растягивается так далеко, как подсказывает простое деление, потому что потребление инвертора в режиме ожидания становится большей долей небольшой нагрузки.
Холод во время украинской зимы
Температура меняет то, сколько энергии аккумулятор может на самом деле отдать. Когда ячейки остывают, их доступная ёмкость разряда падает, поэтому аккумулятор в неотапливаемом помещении даёт меньше полезных кВт·ч, а значит и меньше часов, морозной ночью, чем тот же аккумулятор в тёплой комнате, как Battery University (BU-410) объясняет. Сам разряд на холоде разрешён: большинство аккумуляторов LiFePO4 разряжаются примерно до минус 20 °C со сниженной ёмкостью, поэтому аккумулятор продолжает питать ваш дом. Жёсткое ограничение касается зарядки, которая не должна происходить ниже 0 °C, если у аккумулятора нет схемы самоподогрева, которая сначала прогревает ячейки. Для времени работы правило простое: держите аккумулятор в отапливаемом помещении, и вы сохраните его полные часы; оставьте его на холоде, и вы потеряете часть.
Возраст аккумулятора и деградация от циклов
К концу своей жизни аккумулятор отдаёт меньше часов, чем когда был новым. С каждым циклом заряда и разряда полезная ёмкость медленно угасает к отметке конца срока службы в 80 %, которую отрасль использует для определения расчётного срока службы аккумулятора, как Battery University (BU-808) излагает, поэтому более старое устройство даёт заметно меньше часов при той же нагрузке, чем новое, хотя и продолжает работать за этой точкой, просто сохраняя меньше. LiFePO4 угасает медленнее всех распространённых химий, и отчасти именно поэтому она является стандартом для домашнего хранения с ежедневными циклами, как Battery University (BU-205) отмечает, но планируйте, что с годами это число будет медленно снижаться.
Пусковые токи и нагрузки при запуске
При запуске двигатели кратковременно потребляют мощность, в несколько раз превышающую рабочую: компрессор холодильника или насос может на секунду или две создать значительно большую нагрузку, чем в установившемся режиме. Это почти не влияет на время работы, но определяет, сможет ли система вообще работать. Пусковая нагрузка определяет необходимую пиковую мощность инвертора, а не время автономной работы. Если мощности инвертора недостаточно, его защита сработает при запуске и отключит питание задолго до разряда аккумулятора. Это похоже на плохую автономность, но на самом деле означает несоответствие инвертора нагрузке. Воспользуйтесь нашей формулой расчёта мощности инвертора для проверки пиковой нагрузки, а любое стационарное электрическое подключение поручайте квалифицированному электрику.
Как получить больше часов
Если оценка короче, чем вам нужно, есть два честных рычага. Соедините аккумулятор с солнечными панелями, чтобы он подзаряжался днём, а не ждал сеть, что увеличивает количество часов, которые он покрывает во время длительного отключения; и уменьшите нагрузку, отключив неосновные приборы. Если время работы всё равно структурно короткое, настоящее решение, это ёмкость, а не хитрость со временем работы, и это вопрос подбора размера, который наше руководство по выбору правильного размера и базовое руководство покупателя подробно разбирают.
Частые вопросы
Сколько часов аккумулятор на 10 кВт·ч будет питать мой дом?
Это полностью зависит от вашей нагрузки, поэтому единого числа нет. Аккумулятор на 10 кВт·ч отдаёт примерно 8,5 кВт·ч полезной энергии после глубины разряда и потерь на преобразование. При нагрузке «только самое необходимое» около 0,25 кВт (холодильник, свет, роутер, ноутбук) это примерно 34 часа; при более тяжёлой нагрузке около 0,8 кВт с насосом газового котла это примерно 11 часов. Оцените собственную нагрузку и разделите на неё 8,5 кВт·ч.
Как рассчитать время работы аккумулятора?
Используйте эту формулу: время работы в часах равно паспортным кВт·ч, умноженным на глубину разряда и на КПД инвертора, делённым на вашу нагрузку в кВт. Как быстрый ориентир, полезная энергия для системы на LiFePO4 составляет около 85 % от паспортной, поэтому аккумулятор на 10 кВт·ч даёт примерно 8,5 кВт·ч; разделите это на вашу нагрузку и читайте результат как «при этой предполагаемой нагрузке».
Почему мой аккумулятор не отдаёт всю свою паспортную ёмкость в кВт·ч?
Между паспортом и вашими приборами стоят два вычета. Система управления аккумулятором (BMS) держит резерв, поэтому вы используете примерно от 80 до 95 % от паспортной (глубина разряда), а преобразование накопленного постоянного тока в бытовой переменный ток стоит ещё нескольких процентов. Вместе они оставляют около 85 % от заявленного как полезную энергию.
Сокращает ли холодная погода продолжительность работы моего аккумулятора?
Да. Когда ячейки остывают, их доступная ёмкость разряда падает, поэтому аккумулятор в неотапливаемом помещении морозной ночью отдаёт меньше часов, чем тот же аккумулятор в тёплой комнате. Разряд всё ещё работает примерно до минус 20 °C со сниженной ёмкостью. Ограниченное действие, это зарядка: стандартный аккумулятор LiFePO4 нельзя заряжать ниже 0 °C без схемы самоподогрева. Содержание аккумулятора в отапливаемом помещении сохраняет его полное время работы.
Работает ли аккумулятор меньше часов, когда стареет?
Да, постепенно. Полезная ёмкость угасает с каждым циклом к отметке конца срока службы в 80 %, которую используют для оценки срока службы аккумулятора, поэтому более старое устройство при той же нагрузке отдаёт меньше часов, чем новое. Оно продолжает работать за этой точкой, просто сохраняя меньше. LiFePO4 угасает медленнее других распространённых химий, поэтому снижение мягкое, но планируйте, что с годами показатель времени работы будет постепенно снижаться.
Как сделать так, чтобы аккумулятор работал дольше во время отключения?
Работают два рычага. Соедините аккумулятор с солнечными панелями, чтобы он пополнялся днём, а не ждал сеть, и выключите неосновные приборы. Если время работы всё равно слишком короткое, ответ, это большая ёмкость, решение о подборе размера, которое мы рассматриваем в нашем руководстве о выборе правильного размера.
Правильный следующий шаг
Время работы, это расчёт, который вы можете сделать сами: полезная энергия, составляющая около 85 % от паспортных кВт·ч, делённая на вашу реальную нагрузку в кВт, и всегда читается как «при этой нагрузке». Если эта оценка короче ваших отключений, решением является подбор размера, поэтому начните с нашего руководства о том, как выбрать правильный размер аккумулятора, а чтобы узнать полные определения характеристик, которые стоят за формулой, посмотрите наше полного гида покупателя LiFePO4. Если вы взвешиваете разные химии, посмотрите, как LiFePO4 сравнивается со свинцово-кислотными для резервного питания. Чтобы увидеть ассортимент, включая системы, которые мы держим на нашем складе в Одесской области для быстрого местного снабжения, посетите наш ассортимент продукции. Если вы дилер или монтажник, обслуживающий клиентов в Украине, наша страница для партнёров объясняет, как сотрудничать с нами.