Расчет времени работы от аккумулятора

Содержание

Как подобрать ИБП

Выбирать источник бесперебойного питания, в общем случае нужно исходя из:

  • максимальной мощности общей нагрузки;
  • коэффициента спроса нагрузки (реальной мощности потребления), влияющей на расчет АКБ (указывается в Вт или %);
  • указаний в паспорте ИБП кВт и кВА;
  • если параметр кВт по какой-либо причине не указывается, то принять кВт=кВА.

Таким образом, мощность всей нагрузки — это мощность, указанная на шильдиках блоков питания. Нагрузка в определенный момент может потребить всю эту мощность (обычно такое не происходит, но пик возможен), поэтому покрытие должно быть реализовано полностью.

Подбор батарей делается исходя из:

  1. Реальной мощности потребления (обычно значительно меньше максимальной мощности блоков питания). Некоторые производители оборудования заявляют ее. Если же нет, подбирается опытным путем.
  2. Ёмкости штатных батарей, но можно выбрать ИБП с дополнительными аккумуляторными батареями.

Данные по времени зарядки ИБП с дополнительным массивом батарей обычно недоступны. В худшем случае +1 дополнительный блок времени заряда для внутренних АКБ.

Расчет времени работы от аккумулятора

Как подобрать ИБП

Выбирать источник бесперебойного питания, в общем случае нужно исходя из:

  • максимальной мощности общей нагрузки;
  • коэффициента спроса нагрузки (реальной мощности потребления), влияющей на расчет АКБ (указывается в Вт или %);
  • указаний в паспорте ИБП кВт и кВА;
  • если параметр кВт по какой-либо причине не указывается, то принять кВт=кВА.

Таким образом, мощность всей нагрузки — это мощность, указанная на шильдиках блоков питания. Нагрузка в определенный момент может потребить всю эту мощность (обычно такое не происходит, но пик возможен), поэтому покрытие должно быть реализовано полностью.

Подбор батарей делается исходя из:

  1. Реальной мощности потребления (обычно значительно меньше максимальной мощности блоков питания). Некоторые производители оборудования заявляют ее. Если же нет, подбирается опытным путем.
  2. Ёмкости штатных батарей, но можно выбрать ИБП с дополнительными аккумуляторными батареями.

Данные по времени зарядки ИБП с дополнительным массивом батарей обычно недоступны. В худшем случае +1 дополнительный блок времени заряда для внутренних АКБ.

Расчет времени работы от аккумулятора

Что влияет на время автономной работы

Расчет времени работы от аккумулятора

Много разных показателей влияет на время независимой от сети работы. Главным считаются параметры устройства и перспективы добавления емкости батарей. Благодаря этому ИБП любого типа можно поделить на подтипы как устройства:

  1. С внедренными АКБ, без возможности подсоединения доп. аккумуляторов.
  2. С вмонтированными внутрь АКБ и с возможностью подсоединения доп. АКБ.
  3. Без встроенных АКБ, а только с подсоединением доп. батарей.
  4. Без встроенных АКБ, но с перспективой добавления АКБ с подключением из вне.

Бесперебойники со встроенными аккумуляторами в основном используются для кратковременного обеспечения электроэнергией нагрузки, чтобы корректно завершить работу (например, для компьютера).

Время работы ИБП с дополнительно подключенными АКБ работают дольше и в целом их время работы полностью зависит от:

  • ёмкости этих аккумуляторов и степени износа;
  • мощности нагрузки;
  • силы тока зарядника ИБП, что влияет на выбор ёмкости АКБ.

Время разряда батареи в зависимости от тока нагрузки

В аккумуляторных источниках емкость указывается из расчёта того, сколько АКБ может выдавать тока в стандартный промежуток времени. В том случае, если в специфике источника это время не указано, то в основном берется 20 часов. Например, если на АКБ емкость указана как 200 А*ч, то это можно расшифровать как то, что батарея способна питать током 10А на протяжении 20 часов.

Интересно то, что подобный расчёт времени работы аккумулятора применим не для большой нагрузки. В случае батарей была замечена необычная закономерность. Она заключается в невозможности отдавать большой процент емкости при большей нагрузке. Таким образом, получается, что при увеличении тока нагрузки уменьшается процент отдачи емкости со стороны АКБ. Например, источник в 200 А*ч будет выдавать ток в 200А на протяжении 15-30 минут, но никак не полноценного часа.

Такой эффект связан с тем, что ток в аккумуляторе протекает под воздействием ионной проводимости. Если в электролите проводимость на достаточно высоком уровне и при этом не несет особых значений, то перенос ионов в пластинах АКБ и преодоление переносчиками фазового раздела из электрода и электролита будет происходит медленно. Другими словами, если батарея будет быстро разряжаться, некоторые ионы просто не будут успевать выйти в электролит из электрода или преодолеть это расстояние в обратном порядке за время разряжения. Именно это и будет ограничивать емкость аккумулятора при быстром разряде.

Такая анормальность была давно замечена. И для расчёта времени разряда используют куда более емкие формулы, в которые внесены поправки на такой эффект.

Рассчитываем время работы ИБП от батареи для простых случаев

Такая методика вполне подойдет для определения гарантированной продолжительности работы компьютера, систем аварийного освещения. Небольшая погрешность, которая обязательно появится при подобных расчетах, не станет критической, поэтому ей вполне можно пренебречь. Чтобы вычислить время работы ИБП от аккумулятора для таких условий, понадобятся следующие данные:

  • Емкость в А*ч (С) и напряжение АКБ в вольтах (V).
  • Суммарное значение мощности подключаемой нагрузки в ваттах (Р).
  • Коэффициент полезного действия источника бесперебойного питания (ŋ).

Этого вполне достаточно, чтобы получить ориентировочное максимальное время работы ИБП

Обращаем внимание, использовать значение КПД обязательно. Формула расчета имеет вид:

T = C x V x ŋ / P

При расчете получаем значение Т в часах.

Расчет емкости аккумуляторной батареи

Измерение объема батареи необходимо в случае определения количества энергии для продолжительной автономной работы любых устройств (к примеру, для ноутбука, смартфона и т.д.);

Для того чтобы определить емкость АКБ, необходимо применить стандартную формулу:

Q=(P*t)/V*k,

где Q — рассчитываемая емкость АКБ (А*ч или мА*ч);

P – нагрузочная мощность (Вт);

t — временной промежуток резервирования (ч);

V — напряжение батареи (В);

k — коэффициент, отображающий какая часть емкости АКБ используется.

Значение k компенсирует ситуацию неполного заряда батареи. К слову, полный разряд после нескольких полных циклом работы существенно увеличивает работоспособность устройства.

Расчёт времени работы по ёмкости и времени работы

Прежде чем перейти к расчету времени работы ИБП (APC), разберем подробнее, что он собой представляет и какие типы существуют.

ИБП – устройство, предназначенное для контроля напряжения, которое поступает на него от электрической сети переменного тока. При нарушении параметров электроснабжения оно переводит питание устройств на питание от аккумуляторных батарей. Постоянный ток, получаемый от аккумуляторов, преобразуется в переменный с требуемыми параметрами.

Популярные статьи  Что такое тепловое реле

Существует 3 типа ИБП:

  1. Пассивного типа.
  2. Линейно-интерактивные.
  3. С двойным преобразованием.

ИБП пассивного (офлайн) типа являются недорогими и простыми в монтаже и эксплуатации, имеют небольшой вес. При нормальных условиях такой ИБП не работает и защищаемое оборудование питается от электросети напрямую.

При отсутствии напряжения в электросети или отклонении параметров электроснабжения от номинальных устройство переводит питание подключенных к нему приборов на питание от аккумуляторных батарей. Но простота такой конструкции имеет и свои недостатки — при любом отклонении параметров электроснабжения происходят частые переключения на питание от аккумуляторов, которые быстро выводят последние из строя.

Скорость срабатывания вышеуказанных ИБП составляет от 4 до 15 мс. При таких перепадах электропитания возможна нормальная работа большинства электроприемников, в том числе персонального компьютера, но увеличивается вероятность «подвисаний» и «лагов».

Применяются для обеспечения защиты потребителей в электросетях без существенных помех и при наличии стабильного электроснабжения.

Линейно-интерактивные (онлайн) ИБП имеют встроенный стабилизатор напряжения, который позволяет увеличить диапазон регулирования параметров входного напряжения и переводить питание на аккумуляторы только при отключении питания, неисправности или перегрузке.

Такие устройства обеспечивают лучшее качество электроэнергии, низкие задержки времени при переключении и снижение помех. Применяются для защиты потребителей в электросетях с небольшими уровнем помех и колебаниями напряжения.

В ИБП с двойным преобразованием переменное напряжение, которое поступает на вход устройства, преобразуется в постоянное, а затем в переменное. В случае отсутствия напряжения на питающей сети устройство переводит питание на АКБ.

Такие ИБП позволяют получить переменный ток с чистой синусоидой, обеспечить полную защиту от всех помех и отсутствие задержек при переводе питания от аккумуляторов. Из-за более сложной конструкции такие приборы требуют квалифицированной установки и обладают более высокой стоимостью.

Применяются при необходимости защиты ответственных потребителей в электросетях со значительными помехами и колебаниями частоты и напряжения.

В зависимости от нагрузки расчет времени автономной работы ИБП в часах производится по формуле:

T=(C*V*η)/P, где

  • С – паспортная емкость аккумуляторных батарей (АКБ) в ИБП (А*ч);
  • V – напряжение одной аккумуляторной батареи (В);
  • η – коэффициент полезного действия (КПД) инвертора ИБП;
  • Р – мощность подключенных потребителей, средняя (Вт).

Напряжение 1 аккумуляторной батареи и КПД инвертора указаны в документации к ИБП.

Полную емкость аккумуляторных батарей определим по формуле (при условии, что все АКБ одинаковые):

С=C1*Квстр*Квнеш, где

  • С – емкость одной АКБ (А*ч);
  • Квстр – количество встроенных АКБ (шт.);
  • Квнеш – количество внешних АКБ (шт.).

Допустим, нужно произвести расчет времени работы от аккумулятора для персонального компьютера, потребляющего мощность 280 Вт. При этом количество батарей, установленных в ИБП, составляет 10 штук. Емкость каждой батареи – 7 А*ч, напряжение – 12 В, КПД инвертора – 0,92. Мощность в ВА составит 280*1,41=395.

Как правильно замерить напряжение аккумулятора

Максимально точные значения можно получить, осуществив комплекс диагностик. Для этого необходимо иметь при себе специальные устройства (мультиметр,  вольтметр или нагрузочную вилку). Для осуществления измерений напряжения от аккумулятора необходимо соединить контакты устройства и клеммы батареи.

Во время диагностических процедур стоит понимать, что источник питания, подсоединённый к бортовой системе авто, потребляет энергию. Поэтому показания могут быть несколько ниже, но они не должны опускаться ниже значений 11—11,5 вольт. Проведение корректных измерений допустимо на полностью отключённой и заряженной АКБ, то есть электрическая цепь должна быть разомкнута.  Однако это необязательное условие: если вы проверяете напряжение в замкнутой цепи, то учитывайте определённую погрешность.

  1. АКБ подсоединена к системе автомобиля, который не заведён. При этом условии бортовая сеть потребляет определённое количество энергии, поэтому показатель напряжений должен находиться в диапазоне 12,5—13,0 В.
  2. На заведённой машине с выключенными источниками потребления энергии показания прибора должны варьироваться в промежутке от 13,5 до 14 вольт. Более высокие показания говорят о том, что батарея разряжена, а генератор работает не в штатном режиме. Стоит учесть, что повышение данных в холодное время года не является точным свидетельством разряженности АКБ. Если в течение некоторого времени вольтаж вошёл в рамки, то система полностью работоспособна. Пониженные показатели (от 13 до 13,4 вольта) говорят о некоторой разряженности батареи. Необходима зарядка аккумулятора.
  3. На заведённой машине с включёнными источниками потребления электроэнергии значение напряжений должно быть больше 12,8—13,0 В.

Обращаем ваше внимание, работа с мультиметром или вольтметром допускает обратное соотношение полюсов измерительного прибора и клемм АКБ. Нагрузочная вилка должна использоваться строго в соответствии с полярностью. Мы не рекомендуем проверять напряжение аккумулятора в машине с помощью бортовой системы, потому что она подключена не напрямую к батарее

Поэтому допускаются определённые погрешности измерений

Мы не рекомендуем проверять напряжение аккумулятора в машине с помощью бортовой системы, потому что она подключена не напрямую к батарее. Поэтому допускаются определённые погрешности измерений.

Проверка заряда аккумулятора по напряжению рекомендуется спустя некоторое время после полной зарядки аккумулятора автомобиля, а также в условиях рабочей температуры (около 20 градусов Цельсия).

Ниже представлена таблица «Степень заряда АКБ по напряжению».

Уровень заряда АКБ

Напряжение в разомкнутой цепи  малосурьмянистых (Sb/Sb) и гибридных (Sb/Ca) аккумуляторов, вольт

Напряжение в разомкнутой цепи

в кальциевых (Ca/Ca) и AGM/Gel (Ca/Ca) аккумуляторах, вольт

100%

12,516—12,663

12,666—12,813

75%

12,316—12, 463

12,466—12,613

50%

12,106—12,253

12,266—12,413

25%

11,926—12,073

11,866—12,013

0%

11,756—11,903

11,666—11,813

Таблица 1. Степень заряда аккумулятора по напряжению.

Расчет времени работы аккумулятора

Итак, как произвести расчет времени работы от аккумулятора? Емкость АКБ частенько указывают в ампер-часах, ну или в мА·ч. Вроде ничего сложного, ведь все есть, у вас скажем, батарея емкостью (C) 800 мА·ч часов и прибор с потребляемым током (I) в 100 мА·ч, значит, по формуле, он может обеспечивать работу этого девайса 8 часов. Так? Не совсем. Кол-во электрической энергии, которое можно извлечь из АКБ, зависит от тока разряда аккумулятора. То есть при довольно большом токе разряда батарея садится молниеносно и отдает мало энергии.

Это явление было замечено много лет назад, но первым, кто попытался учесть его количественно, был Пекерт (Peukert), который изменил формулу. По Пекерту, время разрядки АКБ равно, где n – экспонента Peukert. Сp – емкость Peukert. I – ток разряда. Значение экспоненты Пекерта можно определить экспериментальным образом. Оно зависит от типа агрегата и даже от его выпуска. В основном, это значение лежит в диапазоне от 1.1 до 1.3.

Как проверить ток утечки в электрооборудовании автомобиля

Иногда автомобилисты жалуются, что полностью заряженный аккумулятор, даже когда машина не эксплуатируется, быстро разряжается и через неделю простоя двигатель невозможно запустить. Одной из причин такого поведения автомобиля может быть большой ток утечки в электрооборудовании.

Для измерения тока утечки электрооборудования необходимо снять с отрицательного вывода аккумулятора клемму и в разрыв между выводом аккумулятора и снятой клеммой включить, соблюдая полярность, амперметр постоянного тока, как показано на фотографии. Чтобы не держать щуп мультиметра в руке, целесообразно использовать отрезок медной проволоки со свитым на конце оголенным проводом в кольцо по диаметру клеммы аккумулятора.

Популярные статьи  Схема подключения выключателя и розетки от одного провода

Во время измерений все электроприборы должны быть выключены (ключ не должен быть в замке зажигания), в том числе, и отключена от схемы автомобиля охранная сигнализация. Если величина тока превышает 10 мА, то имеется неисправность в электропроводке или оборудовании.

Если сложно отключить сигнализацию, то измерения можно провести и без ее отключения. Тогда амперметр будет показывать суммарный ток – ток утечки в электрооборудовании и потребляемый сигнализацией, величина которого должна лежать в пределах 50-100 мА. Если ток больше, то в электропроводке или электрооборудовании машины есть неисправность.

Как видно на фото суммарный ток потребления в этом автомобиле составляет 50 мА. При измерении показания приблизительно с секундной периодичностью будут увеличиваться на несколько миллиампер. Это нормально и связано с работой охранной системы сигнализации. При этом величина тока потребления от аккумулятора будет одинаковой, как при включенной с помощью брелока системы сигнализации, так и при выключенной. При включении и выключении охранной сигнализации, из-за потребления тока системой центрального замка, в течение пару секунд будет наблюдаться бросок тока до 3-5 А. А если ток такой величины будет течь большее время, то значит, неисправен один из активаторов двери.

Внутреннее сопротивление

Внутреннее сопротивление — также достаточно важный параметр аккумулятора. Единицей измерения внутреннего сопротивления является миллиом (мОм). Сопротивление, в свою очередь, зависит от емкости одного элемента (банки) аккумулятора, числа этих элементов, типа аккумулятора, срока службы и условий работы. Определяется внутреннее сопротивление с помощью приборов-анализаторов.

Во время работы аккумулятора внутреннее сопротивление постепенно увеличивается. Если аккумулятор имеет сопротивление в целых 500 Ом, то можно сделать вывод о том, что он имеет весьма солидный возраст или просто неправильно использовался.

Большое внутреннее сопротивление приводит к повышенному расходу электроэнергии и, как следствие, к меньшему времени работы приборов, так как по закону Ома большое сопротивление значительно увеличивает потребляемый ток и одновременное падение напряжения. А при сильном падении напряжения подключенный электроприбор принимает аккумулятор за разряженный или же просто за тот, который не в состоянии работать. В результате аккумулятор не может выдать всю запасенную энергию, что значительно сокращает время работы электроприборов.

Саморазряд аккумулятора — это самопроизвольная утечка электроэнергии из заряженного аккумулятора в течение некоторого времени. Этому явлению подвержены практически все виды аккумуляторов, независимо от их устройства и электрохимического типа.

Для количественного определения саморазряда служит величина энергии, которую теряет аккумулятор на протяжении определенного периода времени, и исчисляется он в процентах от величины полностью заряженного аккумулятора. Величина саморазряда — не постоянна, так, в первые сутки после зарядки она достигает максимальных значений, а затем постепенно уменьшается.

В связи с этим, принято измерять величину саморазряда в первые сутки, а затем через месяц после заряда. На саморазряд также имеет влияние температура окружающей среды, причем взаимосвязь между величиной саморазряда и температурой пропорциональна. Имеется в виду, что при повышении температуры увеличивается и величина саморазряда.

К примеру, у некоторых типов аккумуляторов при повышении температуры от 20 до 30 градусов величина саморазряда увеличивается в два раза. Если говорить о более конкретных его значениях, то для аккумуляторов Ni-Cd типа нормальной считается величина 10% в сутки, а аккумуляторы Ni-MH типа имеют несколько большую величину саморазряда, для Li-Ion и для Li-Pol эта величина настолько мала, что ее оценивают только через месяц после заряда. Что же касается месячной величины саморазряда, то для этих же типов аккумуляторов соответственно имеем такие параметры:

  • Ni-Cd — 20%
  • Ni-MH — 30%
  • Li-Ion — 10%

Эти показатели являются среднестатистическими, и могут несколько отличатся у каждого конкретного аккумулятора.

Для определения величины срока службы аккумулятора используют количество циклов между зарядом и разрядом аккумулятора, которое он способен выдержать во время эксплуатации, не меняя при этом в значительных пределах своих главных параметров, таких как емкость, величина саморазряда, в!гутрсннее сопротивление.

Также учитывается время, которое истекло с момента изготовления аккумулятора. В том случае, если емкость уменьшается до 60% номинального значения, аккумулятор считается вышедшим из строя. На срок службы влияют самые различные факторы:

  • тип аккумулятора
  • способ заряда
  • условия эксплуатации
  • правильность обслуживания

В зависимости от используемой электрохимической системы все аккумуляторы делятся на следующие типы:

  • SLA/Pb — классические свинцово-кислотные
  • Ni-Cd — никель-кадмиевые
  • Ni-MH — никель-маталлгидридные
  • Li-Ion — литий-ионные
  • Li-Pol — литий-полимерные, которые являются относительно новым словом в современной технике.

Готовые таблицы значения времени резерва бесперебойников серии SKAT и TEPLOCOM

Таблица примерного времени резерва TEPLOCOM-300

Необходим один внешний аккумулятор напряжением 12 Вольт

Ёмкость, в Ач Мощность нагрузки, ВА
100 150 200 250 270
26 2ч 18мин 1ч 22мин 55мин 44мин 39мин
40 3ч 37мин 2ч 15мин 1ч 36мин 1ч 15мин 1ч 09мин
65 7ч 01мин 4ч 00мин 2ч 45мин 2ч 12мин 1ч 54мин
100 12ч 00мин 7ч 12мин 5ч 00мин 3ч 40мин 3ч 26мин

Таблица примерного времени резерва TEPLOCOM-1000

Необходимо два внешних аккумулятора напряжением 12 Вольт

Емкость АКБ, Ач Нагрузка, ВА
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
2х40 9,37 4,06 2,31 1,51 1,36 1,22 1,07 0,53 0,39 0,34
2х65 16,15 7,12 4,40 3,02 2,29 1,56 1,44 1,36 1,28 1,11
2х100 27,11 11,55 7,33 5,23 4,12 3,05 2,44 2,22 2,01 1,49
2х120 32,37 14,52 9,44 6,10 5,11 4,12 3,14 2,51 2,33 2,15
2х150 40,47 17,40 11,24 8,19 5,57 5,07 4,17 3,28 2,57 2,42
2х200 54,23 24,48 15,47 11,27 9,09 6,50 5,45 5,08 4,31 3,54

Таблица примерного времени резерва SKAT-UPS 3000 RACK

Необходимо 8 внешних аккумуляторов напряжением 12 Вольт

Емкость АКБ, Ач Нагрузка, ВА
500 1000 1500 2000 2500 3000
65 12ч 20мин 5ч 10мин 2ч 55мин 2ч 15мин 1ч 40мин 1ч 25мин
100 19ч 25мин 8ч 40мин 5ч 20мин 3ч 40мин 2ч 45мин 2ч 15мин
120 23ч 05мин 11ч 35мин 7ч 00мин 4ч 45мин 3ч 30мин 2ч 45мин
150 28ч 55мин 14ч 20мин 8ч 45мин 6ч 30мин 4ч 50мин 3ч 40мин
200 38ч 30мин 19ч 10мин 12ч 45мин 8ч 45мин 7ч 00мин 5ч 20мин

Линейка ИБП марок SKAT

иTEPLOCOM обеспечивает возможность организации надёжного бесперебойного питания потребителей различной ёмкости и назначения. Бесперебойники дают возможность организовать бесперебойное питание от маленького котла отопления или циркуляционного насоса до питания всего дома или офиса. Специализированные ИБП дают возможность организации бесперебойного питания особо важных объектов, таких как системы связи, коммуникационное оборудование, системы безопасности и контроля.

Как определить емкость аккумуляторной батареи

Узнать емкость можно при учете данных, которые указываются изготовителем на упаковке, а также посредством простейших вычислений. Мин. показатель напряжения на выходе при полном разряде для автомобильной батареи составляет 10,8 вольта. На полноценный цикл разрядки нужно примерно 10−20 часов.

Популярные статьи  Авр для генератора: устройство, принцип работы, схемы подключения

Если на батарейке указано значение емкости 72 Ач, то значит, она выдает ток 3,6 Ампера на протяжении всего процесса подзарядки. После отвода нагрузки, напряжение на выходе должно быть 10,8. В и больше.

Чтобы выполнить расчет емкости аккумулятора онлайн, используется следующая формула Ср= Ik * t, в которой учитывается время разряда (t) и коэффициент Пейкерта (k). Для свинцовых модификаций показатель должен начинаться от 1,15 до 1,35. При выполнении расчетов нужно учесть деление емкости на номинальную и запасную. К особенностям этих двух показателей можно причислить нижеуказанные факты:

  1. Номинального типа емкость определяется с помощью разряда маленьким током, например, при длительной эксплуатации разного электрического оборудования.
  2. Резервная емкость помогает узнать, насколько хватит аккумулятора без использования генератора. В таком случае ток разряда составляет 25 ампер.

Расчет по формуле Пекерта

Выполнить расчет времени работы ИБП, можно использовать специальную формулу, зная основные параметры аккумуляторов.

Полученные после расчетов данные показывают, как долго проработает батарея при определенной нагрузке.

Расчет времени работы от аккумулятора

Расчеты проводятся по формуле: t=Cак/In. Чтобы узнать время работы, потребуются данные:

  • Cак – емкость конкретной аккумуляторной батареи в мА*ч;
  • I – сила тока в конкретной электрической сети;
  • n– экспонента.

Экспонента — постоянная переменная, она указана в характеристиках конкретной аккумуляторной батареи.

После проведенных расчетов устанавливается время работы в часах. Стоит учитывать, что при повышенной нагрузке скорость разряда батареи увеличивается.

Уточненный способ расчёта времени резерва бесперебойника

Для уточнения расчёта времени резерва дополнительно вводятся специальные коэффициенты: КПД инвертора, коэффициент разряда аккумулятора, коэффициент доступной ёмкости в зависимости от температуры окружающей среды.

С учётом этих коэффициентов формула расчета принимает следующий вид.

T = E * U / P * KPD * KRA * KDE(часов),

где KPD (коэффициент полезного действия инвертора) находится в диапазоне 0,7—0,8,

KRA (коэффициент разряда аккумуляторов) находится в диапазоне 0,7—0,9,

KDE (коэффициент доступной ёмкости) находится в диапазоне 0,7—1,0.

Коэффициент доступной ёмкости имеет сложную зависимость от значения температуры и скорости прикладывания нагрузки. Чем холоднее температура воздуха, тем ниже коэффициент доступной ёмкости. Чем медленнее расходуется энергия батарей, тем больше значения коэффициента доступной ёмкости.

Как происходит заряд

Расчет времени работы от аккумулятора
Устройство аккумулятора

Процессы в аккумуляторных батареях изменяются соответственно химической энергии внутри них. Количество этой энергии беспрестанно снижается во время разряда, что ослабляет ток и напряжение. Чтобы вернуть энергию, нужно подать перманентный ток высокого напряжения в противоположную сторону.

Как правило, подбирают силу тока, используя следующий расчет: 100% номинального объема в амперах*часах следует разделить на 10, что даст значение силы тока в амперах. Это не слишком научный показатель, но на практике именно его обычно используют, чтобы обеспечить цикл заряда из восьми часов. Впрочем, это число больше характеризует достаточно дорогие устройства типа NiMh и NiCd, а не бюджетные свинцово-кислотные.

Контроллер заряда солнечных батарей Солнечная батарея для зарядки телефона Плоский солнечный коллектор Солнечные батареи — комплект оборудования

Расчет времени работы аккумулятора

Итак, как произвести расчет времени работы от аккумулятора?
Емкость АКБ частенько указывают в ампер-часах, ну или в мА·ч.
Вроде ничего сложного, ведь все есть, у вас скажем, батарея емкостью (C) 800 мА·ч часов и прибор с потребляемым током (I) в 100 мА·ч, значит, по формуле, он может обеспечивать работу этого девайса 8 часов. Так? Не совсем. Кол-во электрической энергии, которое можно извлечь из АКБ, зависит от тока разряда аккумулятора. То есть при довольно большом токе разряда батарея садится молниеносно и отдает мало энергии.

Это явление было замечено много лет назад, но первым, кто попытался учесть его количественно, был Пекерт (Peukert), который изменил формулу.
По Пекерту, время разрядки АКБ равно,
где n – экспонента Peukert.
Сp – емкость Peukert.
I – ток разряда.
Значение экспоненты Пекерта можно определить экспериментальным образом. Оно зависит от типа агрегата и даже от его выпуска. В основном, это значение лежит в диапазоне от 1.1 до 1.3.

Для некоторых АКБ изготовитель его указывает, но это случается нечасто. В основном можно заметить данные по емкости батареи для разного времени разряда. Этого в принципе хватит, чтобы узнать значение экспоненты Peukert самостоятельно. Вот вы и узнали, как рассчитать, на сколько хватит аккумулятора.

Расчет времени работы от аккумулятора

На сколько времени хватит аккумулятора для работы инвертора

Итак, как рассчитать, на сколько хватит аккумулятора? Теоретически, в каждой конкретной ситуации, время работы инвертора стоит подсчитывать отдельным образом, исходя из следующих факторов:

  • Емкости АКБ.
  • Состояния агрегата, уровня износа и заряда.
  • Условий эксплуатации.
  • Мощности подсоединяемых приборов и поглощаемой ими силы тока.
  • Типа нагрузки и объема.

Но даже если все учесть, точный подсчет времени функционирования инвертора сложно произвести. Расчет аккумулятора для инвертора без запуска двигателя по формулам часто бывает довольно неточным. В первую очередь, потому что, что линейного типа зависимость в падении напряжения АКБ до минимально допускаемых значений отсутствует.

Это все потому что в процессе функционирования инвертора на батарею влияет много важных факторов. Но, так или иначе, расчет по формуле вполне возможен.
Для примера и наглядности расчетов времени функционирования инвертора используем следующие данные:

  • Емкость АКБ 60 ампер-часов.
  • Питаемый девайс, ноутбук Леново G550.

Входного типа напряжение, у которого 19 Ватт, поглощаемая сила тока — 3.42 А,
мощность — 19х3.42 = 64.98 Ватт (округляем до 65).
Инвертор для авто чаще всего имеет КПД около 85%, получается если к нему подключена нагрузка 100. В, то от батареи он будет поглощать 115 В.
Вычисление времени функционирования выполняем по формуле T (час) = Ah (ампер-час) х V (вольт) х N (0.85) х K (коэффициент 0.5 или 0.25) / P (В), в которой:

  • T — время работы подсоединенного девайса в часах. Ah — емкость батареи машины в ампер-час. V — мин. напряжение в вольтах.
  • N — КПД инверторного устройства, берем значение в 85%, в формуле — 0.85.
  • K — макс. процент допустимой степени разряда батареи в зависимости от температурного режима воздуха: 0.5 или 0.25.
  • P — мощность подсоединенного к инвертору девайса в ваттах.

В результате получается: для теплых погодных условий: Т = 60х11.6х0.85х0.5/65 = 4.5 или четыре часа тридцать минут, для минусовой температуры: Т = 60х12х0.85х0.25/65 = 2.3 или два часа и восемнадцать минут.

Если у вас не получается выполнить расчет времени работы аккумулятора и вы не разбираетесь в формулах, воспользуйтесь помощником. Калькулятор сразу решит все ваши проблемы, главное, это правильно указать данные.

Расчет времени работы от аккумулятора

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Денис Серебряков/ автор статьи
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: