Час роботи домашнього акумулятора розраховують за формулою (паспортна енергоємність у кВт·год × допустима глибина розряду × ККД інвертора) ÷ фактичне навантаження в кВт, тому жоден акумулятор не має одного гарантованого часу резервного живлення. У цьому матеріалі наведено умовні розрахунки для систем на 5, 10 і 16 кВт·год, зокрема приклад для 16 кВт·год, та пояснено п'ять чинників, що змінюють результат. Це доповнення до нашого матеріалу про те, як обрати правильний розмір акумулятора: там потреби перетворюються на потрібну ємність, а тут ємність перетворюється на години роботи.
Припущення для розрахунку часу автономної роботи та власне споживання інвертора
Коефіцієнт 85%, використаний у прикладах і відповідях на запитання нижче, є умовним припущенням, а не універсальною характеристикою LiFePO4. Наприклад, 90% допустимої глибини розряду, помножені на ККД розряду 94,4%, дають приблизно 85%. Фактична доступна енергія залежить від дозволеного діапазону рівня заряду, температури, стану акумулятора та навантаження.
Для роботи лише від акумулятора без надходження енергії на заряджання оберіть одну межу обліку енергії та дотримуйтеся її в усьому розрахунку.
- Вимірювання на стороні акумулятора: час роботи = доступна енергія акумулятора у Вт·год / середня сумарна потужність, що споживається від акумулятора, у Вт. Якщо це сумарне споживання вже включає інвертор і всі підключені навантаження, не застосовуйте додатковий коефіцієнт ККД інвертора й не додавайте його власне споживання повторно.
- Оцінка за навантаженням змінного струму: використовуйте ККД перетворення енергії акумулятора на змінний струм для потрібного навантаження та режиму роботи. Максимальний показник ККД не визначає ККД за малого резервного навантаження. Окремо враховуйте власне споживання лише тоді, коли воно не включене у використаний показник ККД.
Умовний приклад розрахунку на стороні акумулятора: 4 500 Вт·год доступної енергії / 150 Вт середнього сумарного споживання = 30 годин. За середнього сумарного споживання 200 Вт та сама енергія забезпечить 22,5 години. Це розрахункові приклади, а не результати вимірювань продукції Genixgreen.
Запишіть модель інвертора, режим роботи, середнє навантаження та джерело кожного вхідного значення. Робота без навантаження, режим очікування та енергозбереження можуть мати різні характеристики. Використовуйте дані для режиму, що відповідає запланованій роботі резервного живлення.
Порівняйте характеристики інверторів для резервного живлення ваших приладів
Коротка відповідь
Час автономної роботи дорівнює доступній енергії, поділеній на середню потужність навантаження, причому обидва значення мають стосуватися тієї самої межі обліку в системі. Для оцінки за навантаженням змінного струму врахуйте дозволений діапазон розряду акумулятора та втрати перетворення енергії акумулятора на змінний струм за цього навантаження. Коефіцієнт 85% у цьому посібнику є припущенням для прикладів, а не сталою властивістю LiFePO4. Значення часу роботи має сенс лише разом із зазначеним навантаженням та умовами розрахунку.
Формула часу роботи
Ось увесь розрахунок в одному рядку. Терміни характеристик у ньому (корисна ємність, глибина розряду, ККД повного циклу заряду-розряду) повністю визначені в нашому повного посібника покупця LiFePO4; тут ми лише використовуємо їх і посилаємося назад, а не повторюємо.
Час роботи (годин) = (номінальна ємність кВт·год × глибина розряду × ККД інвертора) ÷ ваше навантаження в кВтПочинайте з корисної енергії, а не з паспортних кВт·год
Перевірте, яку енергію зазначено в характеристиках акумулятора: номінальну чи доступну. Для номінальної енергії врахуйте дозволений діапазон розряду з документації моделі та налаштувань системи. Якщо вже вказано доступну енергію для цього діапазону, не віднімайте резерв повторно. Для оцінки за навантаженням змінного струму використовуйте ККД перетворення енергії акумулятора на змінний струм за потрібного навантаження, а не ККД повного циклу заряджання й розряджання. Лише як приклад: 10 кВт·год номінальної енергії, помножені на 90% допустимої глибини розряду та ККД розряду 94,4%, дають близько 8,5 кВт·год для навантажень змінного струму.
Потім поділіть на ваше реальне навантаження в кіловатах
Ваше навантаження, це друга половина формули, і воно вирішує все. Ємність вимірюється в кіловат-годинах (кВт·год), це розмір бака; навантаження, у кіловатах (кВт), це швидкість, з якою ви його споживаєте. Поділіть одне на інше, і та сама накопичена енергія дає багато годин за низького споживання і мало за високого.
Скільки годин працює акумулятор насправді?
Для умовної таблиці нижче помножте номінальну ємність у кВт·год на 0,85 і поділіть на прийняте середнє навантаження змінного струму у кВт. Використовуйте це спрощення лише за наведених вище припущень. Це оцінка, а не гарантований час роботи чи універсальна верхня межа. Фактичний результат може бути більшим або меншим, якщо вхідні дані зміняться.
Готові приклади: той самий акумулятор, дуже різні години
Таблиця нижче застосовує формулу для трьох поширених розмірів за двох навантажень: навантаження «лише найнеобхідніше» близько 0,25 кВт (холодильник, LED-освітлення, роутер і ONT, телефон і ноутбук) та важче навантаження близько 0,8 кВт (те саме найнеобхідніше плюс циркуляційний насос газового котла і більше пристроїв). Читайте кожну цифру як «за цього припущеного навантаження», а не як сталу властивість акумулятора.
| Акумулятор (номінал) | Енергія для навантажень (приклад: 85%) | За ~0,25 кВт (лише найнеобхідніше) | За ~0,8 кВт (найнеобхідніше плюс опалення) |
|---|---|---|---|
| 5 кВт·год | ~4,25 кВт·год | ~17 годин | ~5 годин |
| 10 кВт·год | ~8,5 кВт·год | ~34 години | ~11 годин |
| 16 кВт·год | ~13,6 кВт·год | ~54 години | ~17 годин |
Чому той самий акумулятор показує два різні числа
Подивіться вздовж одного рядка. Акумулятор на 5 кВт·год працює приблизно 17 годин за низького навантаження і приблизно 5 за важчого, це трикратна різниця від одного продукту, повністю визначена тим, що ви до нього підключаєте. Час роботи, це властивість акумулятора і навантаження разом, ніколи не самого лише акумулятора, тож показник часу роботи без прив'язаного навантаження неможливо перевірити. Корисна версія завжди умовна: цей акумулятор працює приблизно стільки за приблизно такого навантаження.
Оцініть власне навантаження за п'ять хвилин
Таблиця вище використовує припущені навантаження. Щоб зробити її своєю, вам потрібна лише приблизна цифра того, що працює одночасно під час відключення. Повний метод складання списку критичних навантажень, із вправою «мусить працювати» у дві колонки, викладено в нашому посібнику про те, як обрати правильний розмір акумулятора; тут наведено стислий варіант для розрахунку часу роботи.
Швидкий метод за потужністю приладів
| Прилад | Типова потужність | Примітки |
|---|---|---|
| Холодильник | 100–200 Вт | періодично вмикається й вимикається, тому середнє споживання нижче. Дивіться посібник про резервне живлення холодильника для планування з урахуванням особливостей цього приладу. |
| LED-освітлення, кілька кімнат | близько 50 W | |
| Роутер і ONT | 20–40 Вт | працює безперервно |
| Циркуляційний насос газового котла | 50–100 Вт | критично для опалення |
| Заряджання ноутбука і телефона | близько 100 W |
Підставте ваше навантаження у формулу
Оцініть середню сумарну потужність навантаження під час відключення, враховуючи прилади, які періодично вмикаються й вимикаються. Поділіть вати на 1 000, щоб отримати кіловати. За умовного припущення, що до навантажень змінного струму надходить 85% номінальної енергії, акумулятор на 10 кВт·год забезпечує близько 8,5 кВт·год. Якщо поділити це значення на припущене середнє навантаження змінного струму 0,3 кВт, отримаємо близько 28 годин. Замініть обидва припущення даними вашої системи та режиму використання приладів.
П'ять речей, через які реальний час роботи відрізняється від заявленого
Формула дає оцінку для обраних вхідних даних. Наведені нижче чинники можуть змінювати ці дані. Не враховуйте втрати двічі, якщо вони вже включені в доступну енергію або виміряне споживання від акумулятора.
Корисна ємність і глибина розряду
Ви ніколи не отримуєте паспортних кВт·год. Корисна енергія, це паспортне значення, помножене на глибину розряду, тож перший і найбільший розрив між заявленим і реальністю закладено в самому акумуляторі, як Battery University (BU-808) пояснює. Формуйте свої очікування від корисної енергії, а не від числа на коробці.
Перетворення в інверторі та втрати в режимі очікування
Перетворення накопиченого постійного струму на побутовий змінний струм не безкоштовне, і сам інвертор також безперервно споживає невелику кількість енергії лише щоб залишатися активним. Обидва скорочують реальний час роботи порівняно з паперовим розрахунком, і дуже низьке навантаження не розтягується так далеко, як підказує просте ділення, бо споживання інвертора в режимі очікування стає більшою часткою невеликого навантаження.
Холод під час української зими
Температура змінює те, скільки енергії акумулятор може насправді віддати. Коли комірки холоднішають, їхня доступна ємність розряду падає, тож акумулятор у неопалюваному приміщенні дає менше корисних кВт·год, а отже й менше годин, морозної ночі, ніж той самий акумулятор у теплій кімнаті, як Battery University (BU-410) пояснює. Сам розряд на холоді дозволено: більшість акумуляторів LiFePO4 розряджаються приблизно до мінус 20 °C зі зниженою ємністю, тож акумулятор продовжує живити ваш дім. Жорстке обмеження стосується заряджання, яке не повинно відбуватися нижче 0 °C, якщо акумулятор не має схеми самопідігріву, що спершу прогріває комірки. Для часу роботи правило просте: тримайте акумулятор в опалюваному приміщенні, і ви збережете його повні години; залиште його на холоді, і ви втратите частину.
Вік акумулятора і деградація від циклів
Наприкінці свого життя акумулятор віддає менше годин, ніж коли був новим. Із кожним циклом заряджання й розряджання корисна ємність повільно згасає до позначки кінця терміну служби в 80 %, яку галузь використовує для визначення розрахункового строку служби акумулятора, як Battery University (BU-808) викладає, тож старіший пристрій дає помітно менше годин за того самого навантаження, ніж новий, хоча й продовжує працювати за цією межею, просто зберігаючи менше. LiFePO4 згасає найповільніше серед поширених хімій, і почасти саме тому вона є стандартом для домашнього зберігання з щоденними циклами, як Battery University (BU-205) зазначає, але плануйте, що з роками це число повільно знижуватиметься.
Пускові струми та навантаження при запуску
Під час запуску двигуни короткочасно споживають потужність, що в кілька разів перевищує робочу: компресор холодильника або насос може на секунду чи дві створити значно більше навантаження, ніж у сталому режимі. Це майже не впливає на час роботи, але визначає, чи зможе система взагалі працювати. Пускове навантаження визначає потрібну пікову потужність інвертора, а не час автономної роботи. Якщо потужності інвертора недостатньо, його захист спрацює під час запуску й вимкне живлення задовго до розряджання акумулятора. Це схоже на погану автономність, але насправді означає невідповідність інвертора навантаженню. Скористайтеся нашою формулою розрахунку потужності інвертора для перевірки пікового навантаження, а будь-яке стаціонарне електричне підключення доручайте кваліфікованому електрику.
Як отримати більше годин
Якщо оцінка коротша, ніж вам потрібно, є два чесні важелі. Поєднайте акумулятор із сонячними панелями, щоб він підзаряджався вдень, а не чекав на мережу, що збільшує кількість годин, які він покриває під час тривалого відключення; і зменшіть навантаження, відключивши неосновні прилади. Якщо час роботи все одно структурно короткий, справжнє рішення, це ємність, а не хитрість із часом роботи, і це питання підбору розміру, яке наш посібник з вибору правильного розміру та базовий посібник покупця докладно розбирають.
Поширені запитання
Скільки годин акумулятор на 10 кВт·год живитиме мій дім?
Єдиного значення часу роботи немає. За умовного припущення, що до навантажень надходить 85% номінальної енергії, акумулятор на 10 кВт·год дає 8,5 кВт·год: близько 34 годин за середнього навантаження змінного струму 0,25 кВт або 11 годин за 0,8 кВт. Це оцінки за заданих умов, а не гарантії характеристик виробу. Використовуйте доступну енергію та середнє навантаження вашої системи.
Як розрахувати час роботи акумулятора?
За відсутності підзарядки поділіть доступну енергію на середню потужність на тій самій межі обліку в системі. На стороні акумулятора поділіть доступні Вт·год акумулятора на сумарне споживання від нього у Вт. Для оцінки за навантаженням змінного струму врахуйте дозволений діапазон розряду та ККД перетворення енергії акумулятора на змінний струм за цього навантаження. Не враховуйте резерв, втрати перетворення або власне споживання інвертора двічі.
Чому мій акумулятор не віддає всю свою паспортну ємність у кВт·год?
На етикетці може бути зазначено номінальну енергію, а не енергію, доступну в дозволеному діапазоні рівня заряду. Стан акумулятора й температура можуть змінювати доступну енергію, а втрати перетворення впливають на енергію, що надходить до приладів змінного струму. Перевірте документацію моделі та фактичні умови роботи. Універсального коефіцієнта 85% для енергії, що надходить до навантажень, у всіх системах LiFePO4 не існує.
Чи скорочує холодна погода тривалість роботи мого акумулятора?
Так. Коли комірки холоднішають, їхня доступна ємність розряду падає, тож акумулятор у неопалюваному приміщенні морозної ночі віддає менше годин, ніж той самий акумулятор у теплій кімнаті. Розряд усе ще працює приблизно до мінус 20 °C зі зниженою ємністю. Обмежена дія, це заряджання: стандартний акумулятор LiFePO4 не можна заряджати нижче 0 °C без схеми самопідігріву. Тримання акумулятора в опалюваному приміщенні зберігає його повний час роботи.
Чи працює акумулятор менше годин, коли старіє?
Так, поступово. Корисна ємність згасає з кожним циклом до позначки кінця терміну служби в 80 %, яку використовують для оцінки строку служби акумулятора, тож старіший пристрій за того самого навантаження віддає менше годин, ніж новий. Він продовжує працювати за цією межею, просто зберігаючи менше. LiFePO4 згасає повільніше за інші поширені хімії, тож зниження м'яке, але плануйте, що з роками показник часу роботи поступово спадатиме.
Як зробити так, щоб акумулятор працював довше під час відключення?
Працюють два важелі. Поєднайте акумулятор із сонячними панелями, щоб він поповнювався вдень, а не чекав на мережу, і вимкніть неосновні прилади. Якщо час роботи все одно надто короткий, відповідь, це більша ємність, рішення про підбір розміру, яке ми розглядаємо в нашому посібнику про вибір правильного розміру.
Правильний наступний крок
Розраховуйте час автономної роботи за доступною енергією та середнім навантаженням на тій самій межі обліку в системі, використовуючи дані з документації або вимірювань. Коефіцієнт 85% тут є лише прикладом. Якщо розрахований час коротший за тривалість ваших відключень, перегляньте перелік найнеобхідніших навантажень і підбір системи. Почніть із нашого посібника про те, як обрати правильний розмір акумулятора, а щоб дізнатися повні визначення характеристик, які стоять за формулою, перегляньте наш повного посібника покупця LiFePO4. Якщо ви зважуєте різні хімії, подивіться, як LiFePO4 порівнюється зі свинцево-кислотними для резервного живлення. Щоб побачити асортимент, зокрема системи, які ми тримаємо на нашому складі в Одеській області для швидкого місцевого постачання, відвідайте наш асортимент продукції. Якщо ви дилер або монтажник, що обслуговує клієнтів в Україні, наша сторінка для партнерів пояснює, як співпрацювати з нами.