電池容量計算機
考量效率與可用放電比例,估算負載運作指定時間所需的瓦時與安時容量。
規劃電池組容量
輸入持續負載、運作時間、系統電壓、轉換效率與允許放電深度。
關於電池容量規劃
電池容量規劃應從能量開始,而非只看電器標示的瓦數。功率描述負載消耗能量的速率,瓦時則描述一段時間內消耗多少能量。100 瓦負載運作五小時,需要在負載端獲得 500 瓦時。實際電池必須儲存更多能量,因為配線、逆變器、充電控制器與電池本身在轉換及供電時都會損耗能量。本計算機將負載能量除以輸入的系統效率,以納入這些預期損失。
放電深度同樣重要。多數電池化學體系在正常使用時不宜釋放全部儲存能量。如果系統允許 80% 放電深度,僅有標稱容量的五分之四視為可用。因此,計算機還會除以可用放電比例。綜合兩項調整,標稱瓦時等於功率乘以運作時間,再依序除以效率及放電深度。將瓦時除以系統電壓,即可得到標稱安時容量。
輸入應反映實際安裝情況。穩定負載可使用持續或平均功率,但須另外確認電池與逆變器能承受馬達、幫浦、壓縮機及電源供應器的短暫啟動突波。效率應代表整個供電路徑,而不是某個元件的樂觀額定值。鉛酸系統的日常放電深度通常比鋰電系統淺;製造商限制、溫度、放電倍率與期望循環壽命也會影響適合的數值。
結果是工程估算,不是產品推薦。市售電池有標準規格,應向上選擇而非向下取整。電池串聯時電壓增加,安時容量不變;並聯時安時容量增加,電壓不變。也應為電池老化、異常低溫、負載成長及無法充電的日子保留餘裕。關鍵備援、醫療、船舶及離網系統應依適用標準與電池製造商資料進行審查。
本電池容量計算機適用於太陽能儲能、不斷電系統、露營系統、通訊設備、緊急照明及其他直流或逆變器供電負載。明列每項假設,讓不同方案更容易比較,也為選擇具有足夠可用能量的電池組提供實用起點。
電池容量規劃範例
| 輸入條件 | 所需容量 | 應用情境 |
|---|---|---|
| 100 W,5 h,12 V,90% 效率,80% 放電深度 | 694.44 Wh 與 57.87 Ah | 筆記型電腦與網路設備備援供電。 |
| 240 W,8 h,24 V,80% 效率,75% 放電深度 | 3,200 Wh 與 133.33 Ah | 小型太陽能系統的夜間負載。 |
| 500 W,2 h,48 V,95% 效率,90% 放電深度 | 1,169.59 Wh 與 24.37 Ah | 短時間鋰電備援系統。 |
如何計算電池容量
- 輸入所有同時運作負載的平均總功率。
- 輸入所需運作時間與電池組標稱電壓。
- 設定符合實際的整體系統效率及允許放電深度百分比。
- 選擇「計算電池容量」,再依瓦時及安時結果向上選擇可取得的電池配置。
電池容量計算機常見問題
為什麼所需電池能量大於負載瓦時?
轉換損耗使電池釋放的能量必須大於負載收到的能量。以放電深度限制保留部分容量,會進一步提高標稱容量需求。
耗電量應使用瓦還是瓦時?
輸入以瓦計的平均負載及以小時計的運作時間。計算機會相乘,得到以瓦時計的負載能量。
如何選擇電池電壓?
使用整個電池組的標稱電壓,例如 12、24 或 48 伏特。串聯提高電壓,並聯增加可用安時容量。
計算包含逆變器突波功率嗎?
不包含,能量計算處理的是運作時間與容量。啟動或尖峰負載所需的逆變器及電池電流額定值必須另外確認。
應增加多少安全餘裕?
適當餘裕取決於溫度、老化、充電可靠度及負載的重要程度。至少應向上選擇下一級標準規格,關鍵系統通常還需要額外備用容量。