Як обрати ємність акумулятора для резервного живлення

Як обрати ємність акумулятора для резервного живлення

Обрати тип акумулятора — лише половина справи. Друга половина — правильно розрахувати ємність, інакше система або не витягне потрібне навантаження, або ви переплатите за зайві амперо-години. У цій статті — покроковий розрахунок без складної математики.

Що таке ємність і навіщо її рахувати

Ємність акумулятора вимірюється в ампер-годинах (А·год) і показує, скільки енергії батарея може віддати за певний час. Проблема в тому, що виробники часто вказують ємність без прив’язки до реальних умов експлуатації — глибини розряду, температури, типу навантаження. Тому «500 Вт·год» на етикетці й «500 Вт·год» у реальному використанні — це різні цифри.

Крок 1. Порахувати сумарне навантаження

Спочатку потрібно скласти список приладів, які мають працювати від резервного живлення, і їхню потужність.

ПриладПотужність, Вт
Холодильник150-200
Роутер + модем15-20
Освітлення (LED, 5 точок)25-40
Телевізор80-120
Насос опалення60-100
Ноутбук60-90

Сумуйте потужність усіх приладів, які працюватимуть одночасно. Якщо серед навантажень є прилади з електродвигуном (насос, холодильник), додайте запас 20-30% на пусковий струм.

Крок 2. Визначити час автономної роботи

Тут все залежить від сценарію використання:

СценарійТиповий час автономності
Короткі відключення (до кількох годин на день)3-5 годин
Регулярні тривалі відключення8-12 годин
Повністю автономна система (з панелями)24-48 годин запасу
Крок 3. Врахувати глибину розряду

Тут ключова відмінність між типами акумуляторів, розглянутими в попередній статті: свинцево-кислотні (AGM, гель) не можна розряджати повністю без шкоди для ресурсу, тоді як літієві (LiFePO4) витримують глибокий розряд.

Тип акумулятораРекомендована глибина розряду
AGMдо 50%
Гелевийдо 60%
Літієвий (LiFePO4)до 90-100%

Це означає, що для свинцево-кислотних батарей номінальну ємність потрібно фактично подвоювати, щоб отримати стільки ж корисної енергії, скільки дає літієва батарея вдвічі меншого номіналу.

Формула розрахунку Схема розрахунку ємності акумулятора

Базова формула:

Ємність (А·год) = (Потужність навантаження, Вт × Час роботи, год) / (Напруга системи, В × Глибина розряду) × 1,2 (запас)

Приклад розрахунку

Візьмемо навантаження: холодильник (180 Вт) + освітлення (30 Вт) + роутер (20 Вт) = 230 Вт. Потрібно 8 годин автономної роботи, система на 12 В.

Тип акумулятораРозрахунокРезультат
AGM (розряд до 50%)(230 × 8) / (12 × 0,5) × 1,2≈ 368 А·год
Гелевий (розряд до 60%)(230 × 8) / (12 × 0,6) × 1,2≈ 307 А·год
Літієвий (розряд до 90%)(230 × 8) / (12 × 0,9) × 1,2≈ 204 А·год

Різниця в підсумковій ємності — майже вдвічі, тому порівнювати варіанти варто саме за корисною ємністю, а не за номіналом на етикетці.

Типові помилки при розрахунку
ПомилкаНаслідок
Не враховано пусковий струм насоса чи холодильникаАкумулятор просідає під навантаженням, спрацьовує захист
Розрахунок за номінальною, а не корисною ємністюРеальний час автономності виявляється вдвічі меншим за очікуваний
Немає запасу на деградацію батареї з часомЧерез 1-2 роки система вже не витягує заявлений час
Занижена напруга системи в розрахункуЗавищена необхідна ємність і зайві витрати
Як обрати

Коротко: порахуйте сумарну потужність навантажень, помножте на потрібний час автономності, розділіть на напругу системи й глибину розряду для вашого типу акумулятора, додайте 15-20% запасу. Отримана цифра — це та ємність, яку варто шукати в характеристиках товару, а не орієнтуватися лише на номінал у назві моделі.

У наступній статті циклу розберемо, чим відрізняється літієвий акумулятор від AGM не лише за цифрами, а й у реальній щоденній експлуатації.