Краткий ответ
Чтобы рассчитать время работы аккумулятора, умножьте полную ёмкость в ватт-часах (Вт·ч) на безопасную глубину разряда (DoD) и КПД инвертора, затем разделите на рабочую мощность прибора в ваттах. Формула: Время (часы) = (Номинальные Вт·ч × DoD × КПД инвертора) ÷ Ватты прибора. Например, литиевый аккумулятор 1 000 Вт·ч (100 % DoD) через инвертор с КПД 85 % питает ноутбук 100 Вт около 8,5 часов.
Эта формула — основа любого расчёта резервного питания: от кемпера до домашнего ИБП. Ниже разберём каждую переменную и типичные ошибки.
Определение переменных
Прежде чем считать, разберитесь с четырьмя числами, от которых зависит реальное время работы:
- Номинальная ёмкость (Вт·ч): вся энергия в аккумуляторе. Если указаны ампер-часы (А·ч), умножьте А·ч на напряжение (В): 12 В × 100 А·ч = 1 200 Вт·ч.
- Глубина разряда (DoD): большинство аккумуляторов нельзя разряжать до нуля без повреждения. Свинцово-кислотные обычно допускают 50 % DoD, литий-железо-фосфатные (LiFePO4) — 80–100 %.
- КПД инвертора: аккумулятор хранит постоянный ток (DC), большинству приборов нужен переменный (AC). Инвертор теряет 10–15 % при преобразовании (КПД 85–90 %).
- Рабочая мощность прибора (Вт): непрерывная мощность устройства. Для расчёта времени не используйте пусковую (surge) — она длится секунды.
Что упускают простые оценки времени работы
Многие калькуляторы просто делят ёмкость на ватты. Это оставит вас без света, потому что игнорируется физика:
- Холостой ход инвертора: даже без нагрузки включённый инвертор потребляет 10–50 Вт только чтобы оставаться активным. За сутки «фантомный» расход может полностью разрядить малый аккумулятор.
- Закон Пёкерта (для свинцовых): при быстром разряде эффективная ёмкость свинцово-кислотного аккумулятора падает. 100 А·ч, разряженные за 20 ч, дадут больше энергии, чем те же 100 А·ч за 2 ч.
- Температурная деградация: ниже 0 °C ёмкость может временно снизиться на 20–50 %.
- Циклирование vs непрерывная нагрузка: холодильник с номиналом 1 000 Вт не работает постоянно — средний часовой расход может быть 150–200 Вт. Для таких приборов считайте среднюю мощность, не пиковую.
Если вы проектируете весь банк, а не один прибор, см. как рассчитать размер аккумуляторного банка и сколько проработает 100 А·ч.
Справочная таблица времени работы
Оценки для типовых приборов на базе 12 В 200 А·ч LiFePO4 (2 400 Вт·ч номинал).
Допущения: 90 % DoD (2 160 Вт·ч), КПД инвертора 85 %. Полезная энергия = 1 836 Вт·ч.
| Нагрузка | Рабочая мощность | Оценка времени работы |
|---|---|---|
| Wi-Fi роутер + LED-лампа | 30 Вт | 61,2 часа |
| CPAP (без увлажнителя) | 40 Вт | 45,9 часа |
| Зарядка ноутбука | 65 Вт | 28,2 часа |
| LCD-телевизор 55" | 120 Вт | 15,3 часа |
| Полноразмерный холодильник (средний) | 150 Вт | 12,2 часа |
| Портативный обогреватель (низкий режим) | 750 Вт | 2,4 часа |
| Микроволновка | 1 200 Вт | 1,5 часа |
Разобранный пример
Пройдём реалистичный пошаговый расчёт.
Сценарий: у вас 24 В 100 А·ч AGM свинцово-кислотный аккумулятор, нужно питать настольный ПК 200 Вт при отключении сети. Инвертор с КПД 88 %.
Шаг 1: номинальные Вт·ч
24 В × 100 А·ч = 2 400 Вт·ч
Шаг 2: безопасный DoD
Для AGM регулярный разряд ниже 50 % сокращает срок службы.
2 400 Вт·ч × 0,50 (DoD) = 1 200 полезных Вт·ч
Шаг 3: КПД инвертора
Инвертор теряет 12 % при преобразовании DC→AC.
1 200 × 0,88 = 1 056 эффективных Вт·ч
Шаг 4: итоговое время
1 056 ÷ 200 Вт = 5,28 часа
Результат: компьютер проработает примерно 5 часов 15 минут до безопасного предела 50 % разряда.
Практический чек-лист
Перед покупкой аккумулятора или опорой на него в аварии:
- Читайте шильдик: точная мощность на задней панели. Если только амперы и вольты — умножьте (А × В = Вт). Для 230 В: 230 В × 2 А = 460 Вт.
- Определите химию: свинцовый (50 % DoD) или литий (80–100 % DoD).
- Учитывайте пусковой ток: пиковый рейтинг инвертора должен выдержать surge моторов (холодильники, насосы), даже если рабочие ватты низкие.
- Используйте калькулятор: для нескольких приборов — калькулятор WattSizing.
FAQ
Почему аккумулятор разряжается быстрее расчёта?
Чаще всего: холостой ход инвертора (24/7 при включённом устройстве), холод, старение приборов с повышенным потреблением относительно шильдика.
Можно ли запитать обогреватель 1 500 Вт от аккумулятора 1 000 Вт·ч?
Технически да, но только 30–40 минут. Высокомощные нагреватели быстро разряжают малые батареи и могут сработать внутренняя защита при слишком высоком токе разряда.
Использовать пусковые или рабочие ватты?
Всегда рабочие ватты для времени. Пусковые — 1–3 секунды при запуске мотора. Инвертор должен выдержать краткий surge, но в формулу времени их не подставляют.
Как считать для 12 В DC-прибора?
При прямом подключении к 12 В батарее (автохолодильник, LED-лента) пропустите КПД инвертора: (Номинальные Вт·ч × DoD) ÷ Ватты прибора.
Источники
- U.S. Department of Energy — Battery Storage for Homes
- National Renewable Energy Laboratory (NREL) — Battery Lifespan and Degradation
CTA
Нужны оценки времени работы под ваши реальные приборы без ручного расчёта? Используйте калькулятор WattSizing для моделирования ёмкости, потерь инвертора и суточного профиля нагрузки.
