Расчет времени работы от аккумулятора по мощности

Предлагаем Вашему вниманию простой онлайн-калькулятор, при помощи которого можно рассчитать, сколько времени проработает аккумулятор определенной емкости при указанном токе нагрузки. Это позволит правильно подобрать источник питания для различных электронных устройств, в том числе и собранных своими руками.

Введите значения в поля, и нажмите «Вычислить». Результат покажет максимально возможное время работы Вашего аккумулятора.

Теоретически можно производить расчет по формуле: t=C_{_ак}/I_{_н} , где:

t – продолжительность «работы» аккумуляторной батареи (ч);
С_ак – емкость аккумулятора (мА*ч);
I_н – ток нагрузки (мА).

Но, проблема заключается в том, что при увеличении нагрузки на АКБ, также увеличивается скорость разряда емкости. Например, аккумулятор емкостью 800 мА*ч при нагрузке 800 мА, будет работать не час, а несколько меньше. В связи с этим используется следующая формула для расчета: t=C_{_ак}/(I_{_н} × K_{_I} ), то есть, добавлен коэффициент K_I, это табличное значение, подбираемое в зависимости от типа АКБ. В данном онлайн-калькуляторе используется усредненное значение коэффициента K_I, равное 1,428.

Для получения результата достаточно ввести емкость АКБ (в мА*ч) и ток нагрузки (в мА). После этого нажать кнопку «Вычислить» и ознакомиться с результатом.

При покупке инвертора (преобразователя напряжения) многие задаются вопросом : А сколько по времени инвертор сможет работать от аккумулятора, и как следствие сколько проработают приборы?

Мы подготовили для Вас специальный калькулятор, который поможет Вам примерно посчитать время работы того или иного прибора через инвертор от аккумулятора.

Для того чтобы рассчитать время работы Вам необходимо знать следующие технические характеристики :

Потребляемая мощность приборов, который Вы планируете подключать. (Для расчета средней мощности ,Воспользуйтесь калькулятором : Как посчитать среднюю потребляемую мощность?
Емкость аккумулятора. (Ампер часов)

Расчет Средней Потребляемой Мощности нагрузки

При расчете Средней потребляемой мощности необходимо учитывать не только суммарную мощность подключаемых приборов, но и среднее время из работы.

1. Ватт – Мощность постоянно работающих приборов (лампы, обогреватели, TV)
2. Ватт – Мощность приборов работающих 10-20 минут в час (дрели, болгарки)
3. Ватт – Мощность приборов работающих 1-5 минут в час (Холодильник, водяной насос, чайник)

Внимание:
1) Мощность указывается в Ваттах
2) Если у вас планируется использовать два прибора, то их мощность надо сложить. Например:
Дрель 800Вт и Рубанок 1300Вт – необходимо указать 2100Вт.
Или Телевизор 50Вт и Две Лампы по 40 Вт – необходимо указать 50 + 40 + 40 = 130 Вт.

Максимальная пиковая мощность (Ватт):
Максимальный пиковый ток АКБ (Ампер):

Расчет времени работы от АКБ

– Средняя потребляемая мощность нагрузки (Ватт)

– Емкость АКБ (Ампер часов)

Результат Расчета:

– Время работы (минут)

Подобрать инвертор по параметрам вы можете в нашем каталоге:

А так же, Вы можете рассчитать емкость аккумулятора(ов) требуемую для определенного времени работы приборов. Для этого заполните поле средняя мощность и время работы. В поле емкость АКБ появится результат .

Как профессионально и точно рассчитать время автономной работы бесперебойника или других потребителей от аккумуляторных батарей?

Точный расчет времени автономной работы от аккумулятора при помощи математических выкладок занятие нетривиальное. В связи с этим, мы упростили задачу, реализовав алгоритм расчета в калькуляторах:

Однако давайте рассмотрим подходы к определению времени автономной работы.

1) Простая формула

Т = E • U / P

Е – емкость аккумулятора в Ач
U – напряжение
P – мощность нагрузки в Вт.

Это сильно упрощенная формула, которая дает очень приблизительный результат при разрядах в диапазоне 5-15 часов. Подходит для того, чтобы быстро в уме прикинуть время автономии. Алгоритм не учитывает снижение энергоотдачи АКБ на коротких разрядах и увеличение на длинных, а также различные коэффициенты.

Читайте также: Форд е 350 фото

Существует усовершенствованная формула с коэффициентами:

Т = Uаб * Сак * К * h * Кр * Кg / Рнагр

Т – время автономной работы источника бесперебойного питания, ч;
Uаб – напряжение аккумуляторной батареи, В;
Сак емкость аккумуляторной батареи, Ач;
К – количество аккумуляторов в цепи;
h – КПД преобразователя (h=0,75-0,9), часто меняется от величины нагрузки;
Кр – коэффициент глубины разряда 0,8 –0,9 (80%-90%), следует считать 80%;
Кg – коэффициент доступной емкости (зависит от режима разряда и температуры, см. характеристики АКБ )
Рнагр – мощность нагрузки.

Этот алгоритм даёт относительно точные результаты, но для длительных разрядов от 1 часа и выше. На коротких разрядах результаты могут быть сильно искаженными из-за нелинейной функции разряда свинцово-кислотных АКБ. Похожий метод мы использовали в статье Расчет автономной работы потребителя от аккумуляторов.

2) Формула Пекерта

T=Cp/I^ n

T – время в часах
Cp – емкость Пекерта (ёмкость АКБ при разряде током 1А)
I – ток разряда
n – экспонента Пекерта

Экспонента Пекерта иногда указывается в характеристиках АКБ, и рассчитывается она на основании данных C-рейтинга аккумулятора (емкость на разном времени разряда). Емкость Пекерта рассчитывается по формуле – Ср=R(C/R)^n (R – рейтинг в часах, соответствующий данной емкости, например, 10).

На базе этой формулы с учетом КПД инверторов и глубины разряда основаны наши калькуляторы. Они с высокой точностью рассчитывают время автономии как на коротких, так и на длинных разрядах.

3) Расчет по таблицам из спецификаций АКБ

Профессионально и точно можно рассчитать время автономии используя разрядные таблицы аккумуляторов. Опишем алгоритм по шагам:

Шаг 1. Расчет полной мощности в мощность нагрузки на аккумуляторы

Ракб= (Pнагр*cos(φ)*Кнагр)/КПДинв

Pнагр – мощность в кВа
cos(φ) – характеристика коэффициент мощности (характеристика нагрузки)
Кнагр – степень загрузки ИБП
КПДинв – коэффициент полезного действия инвертора

Для примера возьмем ИБП мощностью 120кВа работающий на нагрузке 70% с коэффициентом мощности 0.8:

Ракб= (120000*0,8*0,7)/0,94=71 489Вт – именно эта нагрузка ляжет на весь аккумуляторный банк при питании ИБП от АКБ.

Шаг 2. Расчет нагрузки на один аккумулятор

Пересчитаем нагрузку на один АКБ. Как правило, в крупных ИБП аккумуляторы соединяются последовательно кол-вом 32-40шт. Для расчета нагрузки на на одну батарею при 40АКБ:

71 489Вт/40=1 788Вт.

В дата-листе аккумуляторов как правило указывается мощность на элемент (Pэл), которых 6шт. в 12В АКБ. Следовательно:

Pэл = 1788/6 = 298Вт.

Шаг 3. Изучение разрядных таблиц батарей и подбор.

В статье Как правильно выбрать аккумулятор для ИБП мы рассматривали подвиды аккумуляторов в разрезе различного целевого использования. Одна из базовых характеристик – это энергоотдача, т.е. сколько способен отдать мощности АКБ за определенное время.

Давайте посмотрим разрядные таблицы 100Ач аккумуляторов Delta двух различных серий.

Delta DTM 12100 l:

Delta HRL 12100:

Напомним, что наша нагрузка на элемент 298Вт. Глубина разряда – 10,8В или 1,80В на элемент. Таким образом, из данных таблиц, можно сделать вывод, что DTM 12100 l продержит нагрузку около 13,8 минут (можно считать пропорционально, искажения минимальны), Delta HRL 12100 – 16,3 мин. разница порядка 15%. Кстати, разница в цене приблизительно аналогична.

4) Проведение реальных разрядов

Конечно, идеальным является проведение реальных разрядных тестов. Необходимо учитывать, что аккумуляторы набирают максимальную емкость к 10-му циклу заряда-разряда.