На сколько хватит заряда аккумулятора?

 При проектировании любых полностью или частично автономных электрических цепей особое внимание уделяют источнику тока – аккумуляторной батарее. От ее типа, эксплуатационных свойств и условий работы будет зависеть, в конечном счете, степень соответствия системы предъявленным к ней требованиям, важнейшим среди которых является обеспечение бесперебойного энергоснабжения сетей в течение всего расчетного периода.

Среди факторов, определяющих, на сколько хватит заряда аккумулятора:

• C– номинальная емкость аккумулятора, А*ч;
• U_а – напряжение на аккумуляторе, В;
• X– уровень заряда;
• k₁ – коэффициент потери емкости, зависящий от срока службы аккумулятора;
• k₂ – коэффициент потери емкости, зависящий от внешних условий (температура, вибрации, магнитные поля и др.);
• n– КПД инвертора (преобразователя) и других вспомогательных цепей;
• P – мощность подключенной нагрузки.

Тогда формулу для расчета времени T работы сети от аккумулятора можно представить в виде:

T = (C*U_a*X*k₁*k₂*n) / P

Например, если мы хотим использовать полностью заряженный электролитический 12-вольтовый аккумулятор емкостью 90 А*ч, прослуживший 1,5 года, для питания потребителя, рассчитанного на напряжение в 220 В переменного тока и мощность 100 Вт через стандартный сетевой инвертор при нормальных условиях, то время полностью автономной работы составит:

T = (90*12*1*0,9*1*0,92) / 100 = 894,24 / 100 ≈ 8ч 56мин

Поскольку характеристики аккумулятора можно считать условной константой, то, на сколько хватит заряда аккумулятора, будет зависеть преимущественно от уровня заряда и мощности подключенной нагрузки. При этом зависимость от мощности нагрузки (суммарной мощности всех потребителей) будет обратно пропорциональной.

В случае соединения нескольких аккумуляторов последовательно (допускается только соединение аккумуляторов, рассчитанных на одно номинальное напряжение), общее время их работы будет равняться сумме продолжительности работы сети от каждого аккумулятора. Поэтому увеличение количества батарей является действенным способом увеличения параметров автономности. Кроме того, эффективным решением будет снижение энергопотребления, для чего можно рекомендовать:

1. Использовать для освещения люминесцентные и светодиодные лампы, это снизит расход электроэнергии соответственно в 4 или 8 раз.
2. Отключать потребителей из общей сети сразу же после использования. Это касается и устройств, находящихся в режиме ожидания – зарядных устройств, выключенных компьютеров, телевизоров, кондиционеров, бытовой техники.
3. Свести к минимуму использование устройств, имеющих нагревательные элементы (электрочайники, электроплиты, обогреватели) и мощные двигатели (пылесос, стиральная машина, дрель и т. д.)
4. Установить смарт-контроллеры, которые будут следить за рациональностью расхода электричества.
5. В случае необходимости – комбинировать энергию аккумуляторных батарей с энергией других источников: солнечных панелей, ветрогенераторов, бензиновых генераторов, общей пользовательской сети.

Последняя методика является наиболее перспективной, однако значительно затрудняет расчет времени автономной работы из-за введения в формулу множества новых переменных.

При грамотной реализации альтернативного энергоснабжения, можно свести среднюю часовую мощность потребителей в небольшом доме до 200 Вт при суммарной емкости 2-4 аккумуляторов в 300…500 А*ч. Тогда, при условии заряда АКБ днем от солнечных батарей достаточной мощности и совместной их работы с ветрогенератором в темное время суток и пасмурные дни, автономность системы можно считать практически абсолютной.

Популярное: Солнечные панели