Zdobyli Państwo błyszczący przedmiot Przetwornica 12V i pudełko nadziei - teraz zastanawiają się Państwo: "Jak dużego akumulatora potrzebuję?". Zadawałem sobie to samo pytanie, gdy biwakowałem z tyłu furgonetki, modląc się, by moja lodówka nie wysiadła w połowie gorącej nocy.

 Szybka odpowiedź: Proszę zsumować swoje dzienne watogodziny, podwoić tę liczbę, podzielić przez 12, aby uzyskać amperogodziny, a następnie ponownie podwoić, jeśli planują Państwo wykorzystać tylko połowę baterii. To jest minimalny rozmiar Państwa Przetwornica 12V zasługuje.

W tym przewodniku podzielimy tę matematykę na proste kroki dla dzieci, porównamy typy baterii, zobaczymy rzeczywiste czasy pracy i podamy wskazówki tak przyjazne, że nawet piątoklasista może podłączyć bezpieczną, długotrwałą konfigurację poza siecią.

Przetwornica 12V: Podstawy akumulatora

Zanim przejdziemy do liczb, proszę wyjaśnić, co tak naprawdę oznacza "pojemność". Akumulator zasilający Państwa przetwornicę 12V jest jak zbiornik na wodę. Napięcie to ciśnienie wody, amperogodziny to galony, a Państwa gadżety to spragnione krany. Większy zbiornik wystarcza na dłużej, ale też więcej waży, więcej kosztuje i - jeśli jest nadużywany - szybciej się psuje. Zapoznanie się z tą terminologią dziś uchroni Państwa przed dymem, iskrami i panicznymi zakupami na Amazonie jutro.

Co to jest amperogodzina akumulatora?

Proszę wyobrazić sobie wąż ogrodowy. Jeden amper to szybkość przepływu wody; amperogodzina mierzy, jak długo może ona płynąć. Teoretycznie akumulator o pojemności 100 Ah może pobierać prąd o natężeniu 5 amperów przez 20 godzin. Ale prawdziwe życie jest skomplikowane: temperatura niszczy sok, starość usztywnia chemię, a gadatliwość Przetwornica 12V pije więcej, gdy obciążenie wzrasta. Proszę traktować amperogodziny jako wartość orientacyjną, a następnie dodać więcej dla bezpieczeństwa.

Podstawy głębokości rozładowania

Głębokość rozładowania (DoD) to procent zbiornika, który należy opróżnić przed ponownym napełnieniem. Większość producentów akumulatorów kwasowo-ołowiowych błaga: proszę zatrzymać się na 50 %. Przestrzeganie zasady "pół na pół" podwaja żywotność ogniw, oszczędza portfel i utrzymuje wysokie napięcie, dzięki czemu światła nie migoczą, gdy idziesz na lody o północy.

Dlaczego napięcie ma znaczenie

Napięcie to ciśnienie. System 12 V dostarcza taką samą energię jak system 24 V, ale przy dwukrotnie większym natężeniu prądu. Wysoki prąd oznacza grubsze kable, gorętsze przewody i więcej zmarnowanej energii. Jeśli Państwa przetwornica 12 V kiedykolwiek będzie narzekać, modernizacja do banku o wyższym napięciu lub skrócenie kabli często rozwiązuje problem szybciej niż zakup większej baterii.

Proszę obliczyć dzienne zużycie energii

Proszę wziąć skrawek papieru - lub aplikację do notatek - i wypisać każde urządzenie, które będzie zasilane. Proszę wpisać jego moc i dzienny czas pracy. Proszę pomnożyć waty × godziny dla każdego gadżetu, a następnie zsumować. Suma ta stanowi dzienną liczbę watogodzin (Wh).

Szybka wskazówka: Nie mogą Państwo znaleźć watów? Proszę odwrócić ładowarkę; czasami podaje ona tylko wolty i ampery. Proszę je pomnożyć (V × A), aby uzyskać waty - nie trzeba gimnastykować się z kalkulatorem.

Podwojenie dziennego Wh obejmuje pochmurne dni, maratony filmowe i niespodziewaną suszarkę do włosów, którą partner zakrada się do furgonetki. Proszę podzielić podwojoną liczbę Wh przez 12 V inwertera, aby uzyskać dzienną liczbę amperogodzin (Ah). Wreszcie, proszę podwoić ponownie, jeśli planują Państwo rozładować tylko 50 %. Voila: wielkość banku w Ah.

Wybór składu chemicznego akumulatora

Akumulatory kwasowo-ołowiowe, AGM, żelowe i litowe przechowują energię, ale inaczej radzą sobie ze stresem.

• Zalany akumulator kwasowo-ołowiowy: Najtańszy, ale ciężki i musi pozostawać w pozycji pionowej. Wymaga uzupełniania wody.
• AGM (absorpcyjna mata szklana): Szczelny, odporny na zalanie, ładuje się nieco szybciej.
• Żel: Uszczelniony, lepiej radzi sobie z głębokimi rozładowaniami, ale ładuje się wolniej.
• Fosforan litowo-żelazowy (LiFePO₄): Lekki, szybko się ładuje, działa 3-5 razy dłużej, radzi sobie z 80 % DoD, ale kosztuje więcej z góry.
  

Informacje: Jeśli podróżują Państwo codziennie i ładują baterie słoneczne, litowe akumulatory pozwolą zmniejszyć bank i nadal zaspokajać zapotrzebowanie na energię z przetwornicy 12V.

Wyjaśnienie zasady 50%

Po co kupować dwa razy więcej amperogodzin niż Państwo potrzebują? Ponieważ głębokie rozładowanie niszczy baterie jak nadmiernie napompowane opony na szutrowej drodze. Większość ogniw kwasowo-ołowiowych traci około 70 % swojej żywotności, jeśli zostaną rozładowane tylko raz. Proszę trzymać się zasady 50 %, a ten sam bank może wytrzymać ponad sześć lat zamiast dwóch. Tak, dziś wydaje się to drogie, ale jest tańsze w piątym cyklu wymiany.

Fakt: Akumulator kwasowo-ołowiowy $200 nadużywany do 100 % DoD może umrzeć w ciągu roku; $300 AGM utrzymywany powyżej 50 % może wytrzymać pięć.

Połączenia równoległe i szeregowe

Okablowanie baterii w równoległy (dodatni-dodatni, ujemny-ujemny) utrzymuje to samo napięcie, ale zwielokrotnia amperogodziny - idealne rozwiązanie dla pojedynczego falownika 12 V. Okablowanie w seria (dodatni do ujemnego) kumuluje napięcie, utrzymując niezmienione amperogodziny - przydatne, jeśli Państwa przetwornica wymaga przetwornicy 12V. Większy prąd wymaga grubszych, krótszych kabli, aby utrzymać wysoką wydajność.

Niebezpieczeństwo: Nigdy nie należy mieszać nowych i starych akumulatorów w jednym banku. Najsłabsze ogniwo pociąga w dół wszystkie pozostałe, zmniejszając pojemność i ryzykując niewyważone pożary.

Temperatura i pojemność akumulatora

Akumulatory nie znoszą skrajności. W temperaturze zamarzania (0°C/32°F) pojemność akumulatora kwasowo-ołowiowego spada o około 40 %. Tymczasem każde 10 °C (18 °F) powyżej 25 °C (77 °F) podwaja tempo starzenia. Proszę przechowywać ogniwa w zacienionym, wentylowanym miejscu lub dodać izolację piankową w zimnym klimacie.

Sugestia: Prosta lodówka piknikowa z małym otworem wentylacyjnym utrzymuje ciepło zimowych akumulatorów bez drogich grzejników.

Planowanie obciążeń udarowych

Silniki elektryczne, sprężarki i pompy pobierają 2-3 × mocy roboczej przez kilka sekund podczas rozruchu. Jeśli skok mocy przekracza możliwości akumulatora, Państwa Przetwornica 12V piszczy i wyłącza się. Proszę sprawdzić "waty rozruchowe" każdego urządzenia i upewnić się, że bank energii - lub superkondensator - poradzi sobie z chwilowym uderzeniem.

Oczekiwania dotyczące środowiska uruchomieniowego i przykłady ze świata rzeczywistego

Poniżej znajduje się przybliżony schemat dla pojedynczego akumulatora kwasowo-ołowiowego o pojemności 100 Ah zasilającego falownik 12 V o wydajności 85 %. falownik mocy. Liczby zakładają zatrzymanie na poziomie 50 % DoD.

Proszę wykorzystać tę tabelę do sprawdzenia poprawności działania. Proszę zobaczyć, jak jedna głodna lodówka może skrócić czas pracy o połowę. Proszę dopasować wielkość swojego banku do najgorszego, a nie najlepszego dnia.

Budynek dla przyszłej ekspansji

Może dziś jest to laptop i lampka, ale w przyszłym roku doda Pan blender, Router 5Glub mini klimatyzator. Proszę zaprojektować wnękę akumulatora i ścieżki kablowe z miejscem na co najmniej jeden dodatkowy akumulator. Proszę zainstalować kontroler ładowania dostosowany do podwójnej ilości energii słonecznej. Zabezpieczenie na przyszłość kosztuje teraz grosze i pozwala zaoszczędzić na przeróbkach.

Sugestia: Proszę wstępnie podłączyć dodatkowy zestaw kabli akumulatora, zakryć je i będą gotowe, gdy nadejdzie dzień aktualizacji.

Wnioski

Przenieśmy to do domu. Dobór akumulatora sprowadza się do czterech kroków: proszę policzyć dzienną liczbę watogodzin, podwoić ją, aby mieć miejsce na oddech, podzielić przez 12, aby uzyskać amperogodziny, a następnie ponownie podwoić, jeśli rozładuje się tylko do połowy. Dopasuj tę liczbę do chemii, która pasuje do Twojego budżetu i stylu życia. Proszę przestrzegać zasady 50 %, pamiętać o obciążeniach udarowych, utrzymywać czystość, a Państwa Przetwornica 12V będzie Państwu wiernie służyć, niezależnie od tego, czy podróżują Państwo kamperem, przeżywają burzę, czy po prostu organizują wieczór filmowy na podwórku. Łatwa matematyka, jasne światła, szczęśliwe życie!

Najczęściej zadawane pytania

Jak długo akumulator o pojemności 200 Ah może zasilać Przetwornica 12V lodówka?

Nowoczesna 80-watowa mini-lodówka przetwarza około 40 % dziennie. Przy 50 % DoD, 200 Ah akumulator kwasowo-ołowiowy powinien wystarczyć na około dwa pełne dni przed ponownym naładowaniem.

Czy niezbędny jest falownik sinusoidalny?
Jeśli zasilają Państwo laptopy, telewizory lub urządzenia medyczne, to tak. W przypadku prostych obciążeń rezystancyjnych, takich jak światła lub grzejniki, zmodyfikowany model sinusoidalny działa dobrze i jest tańszy.

Czy mogę ładować i rozładowywać jednocześnie?
Jak najbardziej. Energia słoneczna, alternator lub zasilanie z lądu mogą uzupełnić bank, podczas gdy Państwa Falownik 2V pobiera z niego prąd. Proszę tylko upewnić się, że kontroler ładowania i kable poradzą sobie z połączonym prądem.

Czy długość kabla naprawdę wpływa na wydajność?
Tak. Dłuższe przewody mają wyższą rezystancję, co powoduje marnowanie energii w postaci ciepła. Jeśli to możliwe, przewody od akumulatora do falownika powinny mieć mniej niż 1 m (3 stopy).

W jakiej temperaturze najlepiej przechowywać akumulatory?
Około 20°C (68°F). Niższa temperatura spowalnia starzenie, wyższa przyspiesza. W przypadku litu należy unikać ujemnych temperatur, aby chronić wewnętrzny system BMS.