Як розрахувати час роботи ДБЖ
Для того, щоб провести розрахунок часу автономної роботи ДБЖ, потрібно знати кілька факторів.
Почнемо з простого.
Час автономної роботи ДБЖ залежить від споживаної сукупної потужності нашого обладнання, запасу енергії, що віддається акумуляторами, і ККД самого джерела безперебійного живлення.
Як розрахувати ємність запасеної енергії акумуляторів для ДБЖ
Розрахуємо ємність акумуляторів у Вт*г. Для цього помножимо напругу АКБ на ємність. Наприклад, для свинцево-кислотного акумулятора з маркуванням 12V100Ah (C20) ємність при приблизному підрахунку складе:
12В * 100Аг = 1200 Вт*г (при 20-ти годинному постійному розряді – параметр С20).
Якщо в ланцюзі таких акумуляторів 4, то множимо отримане значення на 4:
1200 Вт*год * 4 = 4800 Вт*год
Ще раз уточнимо, що це неточний підрахунок нашвидкуруч, який може не відображати реальну запасену енергію в системі безперебійного живлення.
Скільки енергії в свинцево-кислотному акумуляторі
Особливістю свинцево-кислотних акумуляторів, на відміну від літієвих, є те, що чим швидше відбувається розряд (більшою потужністю), тим менше енергії вони віддають. Цей параметр можна дізнатися з технічної специфікації акумулятора.
Наведемо для прикладу технічну специфікацію для акумулятора NetPRO Battery CS12-100D (12В 100Аг). Ці акумулятори добре себе зарекомендували у співвідношенні ціна – якість – надійність.
Також до уваги варто брати глибину розряду акумуляторів. На деяких моделях ДБЖ цей параметр можна налаштувати. У технічній специфікації він представлений, як “Кінцева напруга розряду на елемент”. Наприклад, для акумулятора NetPRO Battery CS12-100D кінцева напруга розряду представлена для значень: від 1,60 В/ел до 1,80 В/ел. Для більшості моделей інверторів цей параметр за замовчуванням задано, як 1,75 В/ел.
У свинцево-кислотному акумуляторі 12В є 6 елементів. Відповідно кінцева напруга розряду для акумулятора = 1,75 В/ел*6 ел = 10,5 В.
У таблиці нижче показано, скільки енергії віддасть згідно з розрядними характеристиками акумулятор NetPRO Battery CS12-100D під час розряду до 1,75 В/ел за різний час:
Час (г) | 0,25 | 0,5 | 0,75 | 1 | 2 | 3 | 5 | 8 | 10 | 20 |
Енергія (Вт) | 372 | 486,6 | 523,8 | 616,2 | 768 | 842,4 | 921 | 912 | 1020 | 1128 |
Для порівняння наведемо розрядні характеристики акумулятора преміум-класу EverExceed DP-12100 (12В 100Аг):
Час (г) | 0,25 | 0,5 | 0,75 | 1 | 2 | 3 | 5 | 8 | 10 | 20 |
Енергія (Вт) | 421,5 | 561 | 675 | 726 | 788,4 | 847,8 | 927 | 1017,6 | 1056 | 1189,2 |
Таким чином ми бачимо, що при 3-х годинному розряді акумулятор віддасть на 25-30% менше енергії, ніж при 20-ти годинному. Ці дані варто брати до уваги під час розрахунку часу автономної роботи ДБЖ.
Номінальна ємність літієвих акумуляторів
Варто зазначити, що для літієвих акумуляторів LiFePO4 така особливість, як для свинцево-кислотних, не спостерігається. Енергія, отримана від розряду струмом від 0,1С до 1С, де С – це номінальна ємність акумулятора в амперах, відрізнятиметься лише на кілька відсотків від номінальної ємності.
Наприклад, для LiFePO4 акумулятора EverExceed EP-48100 (48В100Aг) номінальна енергія = 4800 Вт*г.
Згідно з наведеним графіком ми бачимо мінімальне відхилення ємності від різних струмів розряду для літієвих АКБ.
Скільки ми зможемо отримати енергії з акумулятора?
Ми вже можемо прорахувати запас енергії в акумуляторній системі. Реально ми зможемо використовувати цей обсяг енергії з урахуванням ККД інвертора. Як правило, ККД джерела безперебійного живлення може варіюватися від 80% до 96%. Цей параметр можна дізнатися зі специфікації з технічними характеристиками пристрою.
Приклад розрахунку часу автономної роботи ДБЖ
Приклад 1.
Візьмемо сонячний інвертор нового покоління NetPRO Phaeton-II 5000 (5kW, 48V, off-grid, on-line!, MPPT 1x6kW, 500VDC, макс.струм заряду АКБ 100А, Wi-Fi, parallel optional)
До інвертора можна підключити акумулятори на 48В. Візьмемо для прикладу 4 акумулятори NetPRO Battery CS12-100D (12В 100Аг).
ККД інвертора = 92%
Згідно з розрядними характеристиками акумулятора при розряді постійною потужністю на елемент (Ватт при 25°C) до 1,75 В/ел:
| Кінц. напр./Час | 15 хв | 30 хв | 45 хв | 1 г | 2 г | 3 г | 5 г | 8 г | 10 г | 20 г |
| 1,75 | 248 | 162,2 | 116,4 | 102,7 | 64 | 46,8 | 30,7 | 19 | 17 | 9,4 |
Здійснивши вищеописані розрахунки з урахуванням ККД інвертора, отримуємо:
Таким чином, при постійному навантаженні 1033 Вт система безперебійного живлення пропрацює 3 години. А при постійному навантаженні в 375 Ватт – 10 годин.
Приклад 2.
Візьмемо малопотужний інвертор NetPRO Home 1200 (840W, 12V, Off-line, макс.струм заряду АКБ 20А)
До інвертора можна підключити акумулятор на 12В. Візьмемо для прикладу 1 акумулятор NetPRO Battery CS12-100D (12В 100Аг).
ККД інвертора = 90%
Ми бачимо, що при повному постійному навантаженні у 840 Вт система пропрацює 30 хвилин, а при постійному навантаженні у 50 Вт – 20 годин.
Приклад типового розрахунку часу роботи ДБЖ від акумуляторів різної ємності
Наведемо нижче приклад таблиці часу автономної роботи конкретної типової моделі ДБЖ із комплектами свинцево кислотних акумуляторів AGM NetPRO Battery CS різної ємності. Дані наведені з урахуванням таблиці розрядних характеристик акумуляторів та ККД інвертора.
Слід враховувати, що реальні показники можуть відрізнятися від наведених даних в залежності від стану акумуляторів, їхньої реальної ємності, температури навколишнього середовища.
