100 Ah wygląda dobrze. Tylko przy jakim napięciu?
Porównujesz dwa akumulatory. Na obu widnieje 100 Ah, więc wydają się podobne. Dopiero przy napięciu widać, że jeden magazynuje kilka razy więcej energii. To częsta pułapka przy wyborze baterii do kampera, przetwornicy czy domowego magazynu. Sama liczba amperogodzin nie wystarczy.
Amper, czyli A, mówi o prądzie płynącym w danej chwili. Amperogodzina, Ah, opisuje ilość ładunku. Wat, W, określa moc, a watogodzina, Wh, energię. Przedrostek „kilo” oznacza tysiąc, więc 1 kWh to 1000 Wh. W praktyce najważniejsze jest rozróżnienie: moc mówi, jak szybko zużywasz energię, a pojemność energetyczna — ile masz jej do dyspozycji.
Ładowarka pracująca ze stałą mocą 500 W przez godzinę dostarczy 500 Wh. Przez pół godziny będzie to 250 Wh. Dlatego napis 500 W na urządzeniu nie jest obietnicą określonej ilości energii bez podania czasu. Tak samo akumulator 100 Ah nie jest akumulatorem 100 Wh.
Proste przeliczenie Ah na kWh
Pomnóż amperogodziny przez napięcie nominalne. Otrzymasz watogodziny, które dzielisz przez 1000, aby dostać kilowatogodziny. Dla 100 Ah i 12,8 V wychodzi 1280 Wh, czyli 1,28 kWh. Nie podstawiaj napięcia widocznego pod koniec ładowania, jeśli porównujesz energię nominalną.
| Pojemność | Napięcie nominalne | Energia nominalna |
|---|---|---|
| 100 Ah | 12,8 V | 1280 Wh = 1,28 kWh |
| 100 Ah | 25,6 V | 2560 Wh = 2,56 kWh |
| 100 Ah | 51,2 V | 5120 Wh = 5,12 kWh |
Różnica jest duża, mimo identycznej liczby Ah. Z tego powodu baterie z różnych systemów najwygodniej porównywać w kWh, pamiętając jeszcze, czy chodzi o energię nominalną, czy użyteczną. Większe napięcie nie oznacza przy tym, że akumulator można podłączyć do tych samych urządzeń. Zgodność trzeba sprawdzić osobno.
W drugą stronę dzielisz Wh przez napięcie. Na przykład 2560 Wh / 25,6 V daje 100 Ah. To przydatne, gdy jeden sprzedawca podaje energię, a drugi tylko amperogodziny. Zapisz jednostki przy liczbach, a łatwiej unikniesz pomyłki o całe tysiąc.
20 A z ładowarki: ile to watów?
Po stronie prądu stałego moc obliczysz, mnożąc napięcie przez prąd. Przy 14 V i 20 A wychodzi 280 W. To moc w danym momencie na wyjściu ładowarki. Podczas sesji zmienia się napięcie, a pod koniec często także prąd, więc nie musi być taka sama przez cały czas.
Z gniazdka trzeba pobrać więcej, bo ładowarka ma straty. Jeśli w przykładzie przyjmiemy sprawność 90%, dla 280 W na wyjściu potrzeba około 311 W na wejściu. Dzielimy przez 0,9. Pomnożenie przez sprawność dałoby wynik w złą stronę: urządzenie pobierałoby mniej, niż oddaje.
Nie myl też 20 A wyjścia z 20 A pobieranymi z sieci domowej. Na etykiecie wejście i wyjście opisują różne strony urządzenia. Obliczenia dla instalacji AC wymagają dodatkowych danych; prosty rachunek napięcia i prądu DC nie służy do doboru obwodu 230 V.
Na ile wystarczy bateria 1,28 kWh?
Załóżmy akumulator 12,8 V / 100 Ah, czyli nominalnie 1,28 kWh. Chcesz używać zakresu od 90 do 20%, a więc 70% energii. Zostaje 0,896 kWh po stronie baterii. Jeśli odbiornik działa przez przetwornicę i przyjmiemy jej sprawność 90%, do wykorzystania będzie około 0,806 kWh.
Przy stałych 100 W wychodzi około ośmiu godzin. Osobny pobór własny przetwornicy trzeba jeszcze uwzględnić, jeśli nie mieści się w przyjętej sprawności.
Dla 1000 W ten sam zapas wystarczy w rachunku na około 48 minut. Najpierw jednak sprawdź, czy akumulator, BMS i przetwornica w ogóle pozwalają zasilać taką moc. Ilość energii i dopuszczalne obciążenie to dwie różne rzeczy. Urządzenie może mieć dość kWh, a mimo to nie uruchomić mocnego odbiornika.
Przy lodówce czy pompie nie mnoż zwyczajnie mocy z tabliczki przez 24 godziny. Takie urządzenia mogą pracować z przerwami i zmiennym obciążeniem. Do czasu działania przyda się pomiar zużycia z dłuższego okresu, a do sprawdzenia rozruchu — moc chwilowa i możliwości zestawu.
Dwie baterie: więcej woltów czy więcej amperogodzin?
W prostym przykładzie dwa jednakowe moduły 12,8 V / 100 Ah mają razem 2,56 kWh. Połączenie szeregowe dałoby 25,6 V / 100 Ah, a równoległe 12,8 V / 200 Ah. Energia sumuje się w obu przypadkach, choć zapis napięcia i pojemności wygląda inaczej.
Ten rachunek nie oznacza, że dowolne gotowe baterie wolno tak połączyć. Część akumulatorów ma ograniczenia liczby sztuk, dopuszczonego układu lub współpracy BMS. Zdarzają się modele bez zgody na połączenie szeregowe. Nie pomijaj tego tylko dlatego, że matematycznie wszystko się zgadza.
Dochodzą jeszcze zgodność z ładowarką, przetwornicą, komunikacja i zabezpieczenia. Wysokonapięciowy magazyn nie jest po prostu zbiorem kWh w jednakowych obudowach. Jeśli rozbudowujesz zestaw, zacznij od dopuszczonej konfiguracji całego systemu i właściwego wykonawcy.
Co sprawdzić, kiedy wynik wydaje się dziwny?
Najpierw popatrz na jednostki. Ładowarka ma moc 11 kW, a nie 11 kWh. Energia w baterii to kWh, nie kW. Gdy porównujesz Ah, obok musi być napięcie. Te drobiazgi odpowiadają za wiele wyników różniących się kilka razy.
Potem sprawdź, gdzie liczysz energię. Kilowatogodziny w baterii i przy liczniku nie będą identyczne, bo po drodze są straty. Rezerwę też odejmij tylko raz: albo jest już uwzględniona w dostępnej pojemności, albo ograniczasz ją wybranym zakresem procentów.
Na koniec dopasuj dokładność do danych. Przy zmiennym obciążeniu i orientacyjnym poziomie baterii wynik z sekundami wygląda precyzyjniej, niż na to zasługuje. Przelicz parametry swojej baterii, a dobór prądu i ładowarki sprawdź w poradniku o ładowaniu LiFePO₄.
