Глоссарий

Ёмкость батареи: ампер-часы, энергия и автономность

Две батареи на 100 А·ч могут иметь совершенно разный запас энергии. Без напряжения эта цифра почти ничего не говорит о том, сколько проработает дом.

Зарядовая ёмкость, capacity, показывает количество электрического заряда, которое батарея может отдать в оговорённых условиях. Её указывают в ампер-часах: 1 А·ч соответствует 3600 кулонам. В описаниях накопителей словом «ёмкость» также называют запас энергии в кВт·ч; единицы помогают понять, о каком параметре идёт речь.

Как сравнить батареи разного напряжения

Для предварительной оценки используют энергия, Вт·ч ≈ номинальное напряжение, В × ёмкость, А·ч. Условная батарея 12,8 В и 100 А·ч имеет номинальную энергию около 1280 Вт·ч, а батарея 51,2 В и 100 А·ч — около 5120 Вт·ч. Ампер-часы одинаковые, расчётный запас отличается в четыре раза.

Это оценка по номинальному напряжению, а не измерение всей доступной энергии. В действительности напряжение меняется во время разряда, и результат зависит от границ, тока, температуры и состояния батареи. Если производитель приводит энергию и условия её определения, ориентируются на эти данные.

Почему номинальные киловатт-часы не равны полезным

Владельцу нужен запас, который получат выбранные потребители. На него влияют рабочий диапазон заряда, ограничения BMS, эксплуатационный резерв, потери инвертора и собственные расходы системы. Уточняют точку измерения: паспортное значение на выходе переменного тока нельзя уменьшать повторно на уже учтённые потери.

Для условной энергетической модели возьмём 5 кВт·ч, используемую долю 80% и КПД преобразования 90%. Получается около 3,6 кВт·ч до отдельно учитываемых вспомогательных расходов. Это пример арифметики, а не рекомендация рабочего диапазона: реальные значения подтверждают по документации.

Большой запас не гарантирует большой мощности

Батарея на 10 кВт·ч не обязана отдавать 10 кВт. Энергия описывает запас, мощность — скорость его использования. Если выбранные потребители требуют 6 кВт, а система допускает только 3 кВт, увеличение расчётного времени автономности не решает проблему одновременного включения.

При постоянной полезной нагрузке 300 Вт запас 3,6 кВт·ч даёт расчётные 12 часов без дополнительных расходов. При 1,2 кВт — три часа. В реальном доме нагрузка меняется: насос работает периодически, холодильник включается циклами, бойлер создаёт отдельные пики.

Последовательное и параллельное соединение

В идеализированном примере два одинаковых модуля при последовательном соединении удваивают напряжение, сохраняя ампер-часы; при параллельном — удваивают ампер-часы, сохраняя напряжение. В обоих случаях номинальная энергия складывается.

Но это не разрешение соединять любые готовые батареи. Возможность расширения, число модулей, совместимость BMS, прошивки и схема подключения определяются производителем. Неравномерное распределение токов, разные состояния модулей и ограничения инвертора могут изменить доступные характеристики системы.

Что проверить в паспорте

  • Номинальное напряжение, зарядовую ёмкость и энергию с указанными единицами.
  • Условия испытания: ток, температура и границы напряжения или заряда.
  • Номинальную и полезную энергию, точку измерения и учтённые потери.
  • Длительные и пиковые токи отдельно от запаса энергии.
  • Правила расширения, ограничения BMS и требования к инвертору.
  • Критерии гарантии и снижения ёмкости при эксплуатации.

В HouseClever накопитель подбирают под задачи объекта: состав резервных нагрузок, требуемое время работы и допустимую мощность. Одного числа в ампер-часах для такого подбора недостаточно. Контрольные испытания проводят по предусмотренной процедуре, не разряжая батарею до защитного отключения ради проверки паспорта.

Источники и продолжение

Зависимость отдаваемой ёмкости от режима рассмотрена в руководстве BMV-700; изложенную там модель Пойкерта нельзя без проверки переносить между химическими системами. Раздельное задание батареи и преобразователя показано в документации System Advisor Model.

Читайте также: SOE — доступная энергия, SOP — доступная мощность, DoD — глубина разряда, SOH — состояние батареи. Все термины.