Dlaczego akumulatory głębokiego cyklu są oceniane w amperogodzinach zamiast w watach?

Dlaczego akumulatory głębokiego cyklu są oceniane w amperogodzinach zamiast w watogodzinach? Na przykład, jeśli widzę akumulator 85 Ah, mnożę 85 Ah x 12V, aby uzyskać 1020 watów. Ponieważ zużycie energii elektrycznej w gospodarstwach domowych mierzone jest w watogodzinach (stąd zabójca), informacja ta wydaje się bardziej przydatna. Jakiej ważnej rzeczy brakuje mi przy oznaczaniu wzmacniacza?

Mówiąc najprościej, waty mierzą tempo zużycia, a amperogodziny lub kilowatogodziny mierzą całkowite zużycie energii. Baterie magazynują energię, więc przydatne jest urządzenie, które określa ilość zmagazynowanej energii.

Waty to „Dżule na sekundę”, więc 1 W to zużycie 1 Dżula na sekundę. Watogodzin to energia zużywana przez obciążenie o poborze mocy 1 W na godzinę. Jest to ta sama jednostka, której używa przedsiębiorstwo energetyczne do ustalenia rachunku za prąd.

Pytanie może zostać zmienione na „Dlaczego baterie wyrażane są w godzinach amperowych zamiast w kilowatogodzinach”, i jest to również dobry powód. Określając napięcie osobno, jednostka „Amp-Hours” umożliwia wygodne przeliczanie różnych kombinacji szeregowych / równoległych akumulatorów, a także łatwiejsze obliczanie żywotności akumulatora (pomiar prądu obciążenia jest łatwiejszy niż moc obciążenia).

Godziny amperowe lepiej określają, co akumulator przechowuje i zapewnia to, co robią godziny watowe.

Godziny amperowe odnoszą się do podstawowej reakcji chemicznej akumulatora, podczas gdy godziny watowe są znacznie bardziej zależne od stanu naładowania podczas ładowania i rozładowywania oraz od szybkości ładowania i rozładowania.

W akumulatorze LiFePO4 sprawność Ah może wynosić 99,5% +, ale Watt Hour (efektywność energetyczna) może wynosić 70% - 90% w zależności od różnych warunków i parametrów. Standardowa bateria litowa jest nieco podobna, a bateria kwasowo-ołowiowa może osiągnąć sprawność ponad 90% prądu (= Ah).

Akumulator zmienia napięcie w całym zakresie ładowania.
Rezystancja wewnętrzna x prąd ładowania podniesiony do kwadratu = wewnętrzne straty rezystancyjne, które są całkowicie zmarnowaną energią.

Podczas rozładowania
rezystancja wewnętrzna x prąd rozładowania podniesiony do kwadratu = wewnętrzne straty rezystancyjne,
które są całkowicie zmarnowaną energią.

W jednym przypadku energia odpadowa jest odzwierciedlana przez RISe of Vterminal, aw drugim przez kroplę.

Podczas ładowania we wcześniejszej części cyklu opór wewnętrzny jest stosunkowo niski. AH (amperogodziny) włożone do akumulatora są w dużej mierze możliwe do odzyskania ORAZ godziny w watach.
Ale wraz z postępem ładowania rośnie rezystancja wewnętrzna, spada efektywność energetyczna ładowania, ALE wydajność prądu ładowania jest nadal dość wysoka.

Biorąc akumulator LiFePO4 (znany również jako „LFP” ) jako doskonały przykład, gdy nowy BIEŻĄCY ładunek do wydajności rozładowania wynosi około 99,5%. W miarę starzenia się akumulatora ta wydajność ZWIĘKSZA! tzn. można wyjąć prawie wszystkie wprowadzone wzmacniacze × godziny. ALE włożone godziny watogodzin i pobrane watogodziny zależą od tego, w którym cyklu są one wprowadzane i od tego, jak szybko się wydostają. Wattogodziny we wczesnej części cyklu są dość wydajne, ale zmniejszają się wraz ze wzrostem napięcia

Słoneczny

Panel fotowoltaiczny / fotowoltaiczny / słoneczny do ładowania układu 12 V zwykle ma 36 ogniw, napięcie nieobciążone> 20 V, „MPP” = maksymalne napięcie punktu mocy wynoszące być może 15 V, dzięki czemu optymalne napięcie w pełni obciążone znacznie przekracza 12 V . Podłącz ten panel do akumulatora 12V, a napięcie spadnie do wartości zależnej od parametrów akumulatora i stanu naładowania.

Po obciążeniu powyżej maksymalnego punktu mocy panel fotowoltaiczny będzie w przybliżeniu źródłem stałego prądu.

Jeśli panel fotowoltaiczny działa przy powiedzmy 3A, to niezależnie od mocy wytwarzanej przez panel (V x I), niezależnie od tego, czy powiedzmy 18 V x
3 A = 54
W lub 15
V x 3 A = 45 W lub 13 V x 3 A = 39 W,
to , co widzi bateria, to: 3A.
3A jest tym, co napędza reakcję magazynowania chemikaliów i niezależnie od napięcia na zaciskach, gdy akumulator jest rozładowany, nie otrzymasz więcej niż 3 Ah na każde 3 Ah włożone, a w praktyce będzie mniej, ponieważ ładowanie, a także rozładowywanie nigdy nie jest w 100% sprawne .

Jeśli napięcie akumulatora wynosi powiedzmy 12,1 V, gdy pobierasz 3A przez jedną godzinę i został on naładowany panelem, który ładowałby przy 15 V x 3 A „jeśli jest to dozwolone”,
wówczas zwrócona w porównaniu do dostępnej efektywności energetycznej wynosi
12,1 x 3 A / (15 x 3A) x Kah
= ~ 81% x Kah,
gdzie Kag to wydajność godzinowa wzmacniacza.
Jeśli Kah wynosi 0,9 (90%), to ogólna wydajność w watogodzinach w stosunku do tego, co wykonał panel, MUSI wynosić 0,81 x 0,9 = ~ 73%

Można argumentować, że „niesprawiedliwe” jest twierdzenie, że panel „mógłby wytworzyć 15 V x 3 A”, gdy jest obciążony do powiedzenia 12,5 V przez akumulator, i to jest poprawna uwaga, ALE z akumulatora 15 V. zastosowany lub id = f użyto kontrolera MPPT, który pozwala panelowi pracować w jego optymalnym punkcie, wówczas panel wytworzyłby deklarowane th15V x 3A. To, które podejście jest „właściwe”, zależy od tego, co próbujesz ustalić.

AH to ilość prądu, która może być pobierana przez obciążenie w ciągu jednej godziny. Lub prąd, który może dostarczyć akumulator w ciągu jednej godziny.

WH byłoby zużyciem energii przez obciążenie w ciągu jednej godziny.

Napięcie będzie ilością potencjału wymaganego do napędzania prądu. Należy zauważyć, że napięcie obciążenia powinno być niższe w porównaniu do akumulatora, jak sugerują podstawy różnicy potencjałów.

O ile akumulatory są oceniane w AH, to dlatego, że każde obciążenie działa na inne napięcie. Oceniając akumulator bezpośrednio w WH, nie oznaczałoby, przy jakim napięciu pracuje odbiornik. Napięcie jest przykładane i pobierany jest prąd.

Wszystkie te trzy parametry są zasadniczo różne, ale technicznie muszą być razem, aby zrozumieć możliwości każdego systemu zasilanego elektrycznie :).