Ile czasu zapasowego może zapewnić bateria LiFePO4 12,8V 300Ah?

Bateria LiFePO4 o napięciu 12,8V 300Ah jest zdolna do magazynowania wystarczającej ilości energii do obsługi podstawowych obciążeń w domu, takich jak zamrażarki, światła, sprzęt komunikacyjny, telewizory, wentylatory itp. Mimo to czasu działania nie da się przewidzieć wyłącznie na podstawie pojemności.

Rzeczywisty czas pracy zależy od użytecznej energii baterii, efektywności inwertera, mocy urządzenia, prądu rozruchowego, temperatury, strat kabli oraz wybranej głębokości rozładowania.

Z perspektywy SANDISOLAR, wiarygodne oszacowanie czasu pracy powinno zaczynać się od całego systemu energetycznego, a nie od specyfikacji pojedynczej baterii.

Ile energii magazynuje bateria LiFePO4 12,8V 300Ah?

The SANDISOLAR SD-12300LFPJ1Specyfikacja

•Napięcie nominalne: 12,8V (napięcie systemu podczas pracy)

•Moc nominalna: 300Ah

• Energia znamionowa: 3,84kWh

•Zalecane napięcie ładowania: 14,4V

•Zakres napięcia roboczego: 10,8V do 14,4V

Energia nominalna = 12,8V x 300Ah = 3840Wh

To odpowiada działaniu urządzenia 100W przez 38,4 godziny. Zakłada to, że urządzenie pobiera całą dostępną energię. W praktyce czas działania jest znacznie krótszy, ponieważ urządzenie nie pobiera całej zgromadzonej energii.

Energia deklarowana vs. energia użyteczna

Urządzenia domowe zwykle korzystają z prądu zmiennego, podczas gdy bateria dostarcza prąd stały. Dlatego potrzebny jest inwerter, a część zgromadzonej energii traci się podczas konwersji.

Dla pragmatycznego przykładu planowania załóżmy następujące:

•Głębokość rozładowania: Zastosowanie głębokości 80% eliminuje planowanie całkowitego rozładowania baterii.

• Sprawność inwertera: Uzyskanie 90% sprawności to akceptowalna średnia.

•Straty systemowe: Końcowa produkcja energii będzie zależała od utraty energii spowodowanej przez okablowanie, straty w trybie czuwania przez falowniki oraz połączenia w trybie czuwania.

Obliczanie użytecznej energii AC:

3840 Wh * 80% * 90% = ~ 2765 Wh

To jest szacunkowa ocena planistyczna i nie będzie gwarantowanym wynikiem. Zużycie energii akumulatora LiFePO4 12,8V 300Ah zależy od inwertera, profilu obciążenia, instalacji, temperatury oraz stanu baterii.

Szacowany czas działania popularnych urządzeń domowych

Poniższa tabela zużywa około 2765 Wh użytecznej energii AC i zakłada, że działa tylko jedno urządzenie.

Sprzęt AGD	Typowa moc	Szacowany czas działania
Router Wi-Fi	15W	Około 184 godzin
Grupa oświetleniowa LED	50W	Około 55 godzin
Wentylator elektryczny	60W	Około 46 godzin
Laptop	65W	Około 42 godziny
Telewizor LED	100W	Około 27 godzin
Obciążenie pracy lodówki	120W	Około 23 godziny
Kuchenka mikrofalowa	1200W	Około 2,3 godziny
Czajnik elektryczny	1500W	Około 1,8 godziny

Te dane pokazują, dlaczego bateria LiFePO4 12,8V 300Ah może dłużej obsługiwać urządzenia o niskiej mocy niż urządzenia grzewcze lub inne obciążenia o wysokim oporze.

Czas działania dla grupy podstawowych obciążeń

Podczas przerwy w sieci kilka urządzeń może działać razem. Weźmy pod uwagę następujący przykład:

Obciążenie podstawowe	Średnia moc
Lodówka	120W
Cztery lampy LED	40W
Router Wi-Fi	15W
Telewizja	100W
Ładowarki do telefonów	20W
Łączny ładunek	295W

Szacowany czas działania:

2765Wh ÷ 295W = około 9,4 godziny

Rzeczywisty czas pracy może się różnić, ponieważ lodówka włącza i wyłącza się, podczas gdy oświetlenie, telewizor i urządzenia ładowające nie są używane cały czas.

Ograniczenia wykorzystania mocy urządzeń

Na szacunkowe czasy pracy urządzenia wpływa kilka czynników poza mocą mocy.

• Cykl pracy: Na przykład lodówki i klimatyzatory nie będą pracować na pełnej mocy przez dłuższy czas.

•Rozruch przepięciowy: Z wyjątkiem sprężarek i pomp, niemal każde inne urządzenie, pompa i silnik, pobierają duże napięcie przez krótki czas podczas włączania.

• Zmienna moc: Wiele nowoczesnych urządzeń zmienia zużycie energii w zależności od wymagań zadania.

•Zużycie w trybie czuwania: Telewizory, routery, inwertery i ładowarki, na przykład, zużywają energię pomiędzy użyciami.

Warunki środowiskowe: Wysokie temperatury otoczenia mogą wydłużyć czas pracy lodówki lub systemu wentylacyjnego.

W przypadku urządzeń o zmiennym obciążeniu dzienne zużycie energii w watogodzinach lub kilowatogodzinach jest często bardziej użyteczne niż moc nominalna.

Moc wyjściowa i dopasowanie falownika

SD-12300LFPJ1 opisany jest z maksymalnym ciągłym prądem ładunku i rozładowania do 200A. Przy 12,8V odpowiada to teoretycznemu wyjściu stałego wynoszącego:

12.8V × 200A = 2560W

Jednak tabela parametrów technicznych również wskazuje prąd ładowania/rozładowania 100A. Wskazuje to na oczekiwany prąd roboczy 100A oraz maksymalny prąd ciągły 200A. Ostateczny prąd roboczy musi być potwierdzony w zatwierdzonej ukarcie technicznej przed dokonaniem wyboru inwertera.

Należy wziąć pod uwagę następujące kwestie dotyczące systemu:

•Napięcie inwertera: Falownik musi być przeznaczony dla systemu baterii klasy 12V LiFePO4.

•Ciągłe wyjście: Całkowite obciążenie urządzeń musi mieścić się w granicach baterii, BMS, inwertera i kabli.

•Zdolność przepięciowa: Falownik powinien być zdolny do obsługi prądów przepięciowych przy uruchamianiu lodówek, pomp i silników.

•Dopasowanie kabla: Dla wysokiego prądu stałego (DC) muszą być stosowane krótkie i odpowiednio dopasowane kable, aby zmniejszyć spadek ciepła i napięcia.

•Ochrona obwodu: Musi być odpowiedni bezpiecznik i/lub wyłącznik oraz sposób izolacji obwodu w obwodzie prądu stałym.

Użycie dużego falownika nie zwiększa energii baterii. Umożliwia jedynie korzystanie z obciążeń o wyższym poborze mocy, co może prowadzić do szybszego rozładowania baterii.

Czynniki obniżające czas pracy baterii

Oczekuje się, że następujące warunki zmniejszą efektywną pojemność baterii LiFePO4 12,8V 300Ah.

• Niskie temperatury: Wypływ prawdopodobnie będzie ograniczony przy niskich temperaturach otoczenia.

• Wysoki pobór prądu: Rezystancja wewnętrzna baterii powoduje spadek napięcia na zaciskach. Im większy pobór prądu, tym większy spadek napięcia.

• Cykl baterii: Całkowita pojemność traci się podczas cyklu baterii.

• Kable długoterminowe: Prowadzenie kabli dłuższych niż zalecane powoduje wzrost oporu i większe straty.

• Straty w trybie czuwania inwertera: Falowniki pobierają energię nawet bez obciążenia.

•Ustawienia ochrony BMS: W zależności od BMS, bateria może zostać odłączona zanim wykorzysta całą swoją pojemność.

SD-12300LFPJ1 ma zakres temperatur roboczych do ładowania od 0°C do 50°C oraz rozładowania od -20°C do 60°C. SD-12300LFPJ1 powinien być obsługiwany w kontrolowanym środowisku.

Wykorzystanie baterii w systemie magazynowania energii słonecznej

Bateria LiFePO4 o napięciu 12,8V 300Ah umożliwia możliwość przechowywania nadmiaru energii fotowoltaicznej na nocne użycie, w pochmurne dni, w godzinach szczytu lub jako zapas.

System konwencjonalny obejmuje następujące elementy:

•Panele słoneczne: Tablica fotowoltaiczna generuje prąd stały w obecności światła słonecznego.

• Kontroler ładowania MPPT: Regulator ładowania dostosowuje ładowanie energii słonecznej na podstawie napięcia baterii.

•Magazynowanie baterii: System ten wykorzystuje moduł SD-12300LFPJ1, który zapewnia 3840Wh magazynowania energii.

•Inwerter: Elementy tego podsystemu przekształcają prąd stały (DC) na prąd zmienny (AC).

•Sprzęt ochronny: Bezpieczniki, wyłączniki i inne urządzenia rozłączające służą do zarządzania ryzykiem związanym z elektrycznością.

•Wymagana ilość energii słonecznej opiera się na: dziennym zużyciu energii, lokalnym nasłonecznieniu oraz pożądanym czasie ładowania, biorąc pod uwagę straty podczas ładowania.

SANDISOLAR'Myślenie na poziomie systemowym

SANDISOLAR analizuje wydajność w systemie, w tym przypadku na baterii. SD-12300LFPJ1 zawiera kombinację ogniw LFP, 200A BMS, SPCC oraz ochronę IP21.

Ma określony czas trwania cyklu 3000 cykli przy głębokości wyładowania 80% w warunkach testowych. BMS zapewnia funkcję kontroli ładowania baterii oraz monitoruje przeładowanie, nadmierne rozładowanie, nadprąd oraz inne nieprawidłowe stany.

Ponieważ IP21 zapewnia ograniczoną ochronę przed stałymi przedmiotami i pionowo spadającymi kroplami wody, bateria lepiej nadaje się do instalacji wewnętrznych lub osłoniętych niż do bezpośredniej ekspozycji na zewnątrz.

Ostatnie słowa

Bateria LiFePO4 o napięciu 12,8V 300Ah zapewnia 3840Wh mocy nominalnej. Uwzględniając 80% głębokości rozładowania i 90% sprawności falownika, prawdopodobnie dostępnych jest około 2765Wh dla obciążeń AC w typowym scenariuszu planowania.

Można spodziewać się około kilku godzin pracy dla małych urządzeń domowych lub kilku dni pracy dla małych urządzeń o niskim poborze mocy. Aby uzyskać dokładne szacunki czasu pracy, należy stosować rzeczywiste zużycie urządzeń, straty na rozruchu inwertera i urządzeń, straty instalacyjne oraz potwierdzone limity obwodu baterii.

Najczęściej zadawane pytania

P1. Jaka jest pojemność magazynowania energii pojedynczej baterii LiFePO4 12,8V 300Ah?

Przy warunkach nominowanych bateria może pomieścić 3840 W, czyli 3,84 kWh.

Pytanie 2. Jak długo bateria LiFePO4 12,8V 300Ah może zasilać urządzenie 100W?

Bateria teoretycznie może zasilić urządzenie o mocy 100W przez 38,4 godziny. Jednak całkowity czas pracy będzie znacznie krótszy z powodu strat systemowych.

P3. Jaki jest odpowiedni rozmiar falownika do użycia z baterią LiFePO4 12,8V 300Ah?

Odpowiedni falownik musi być przeznaczony dla systemu baterii 12V i musi spełniać limit ciągłego rozładowania.

P4. Jaka jest całkowita użyteczna energia AC dla baterii LiFePO4 12,8V 300Ah?

Przy 80% DoD baterii i 90% sprawności falownika, całkowita użyteczna energia wynosi około 2765Wh.

P5. Czy inne urządzenia mogą być zasilane oprócz powyższych?

Tak, pod warunkiem, że łączna moc mieści się w granicach baterii, BMS, falownika i kabli.