يساعد حساب مدة البطارية في تحديد عدد البطاريات التي تحتاجها وضمان توفير طاقة موثوقة، سواء للطاقة الاحتياطية أو لتقليل التكلفة خلال ساعات الذروة.
في هذا المقال، نأخذ بطارية بسعة 300Ah كمثال لتقدير مدة التشغيل واستكشاف العوامل الرئيسية التي تؤثر على مدتها.
ماذا تعني 300ah على البطارية
تعني سعة 300Ah (أمبير-ساعة) أن البطارية يمكنها توفير 300 أمبير من التيار الكهربائي لمدة ساعة واحدة. إنها قياس للسعة الإجمالية لتخزين الطاقة في البطارية، والتي تساعد في تحديد حجم النظام من خلال الإشارة إلى عدد البطاريات التي تحتاجها ومدة استمرارها بين الشحنات عند الجمع بين جهد البطارية وقدرة الحمل بالواط.
حساب مدة استمرار بطارية بسعة 300ah
الخطوة 1. حساب كم واط ساعة تحتوي عليه بطارية 300ah
تمثل Wh الطاقة الفعلية الناتجة، مما يسمح بحساب أكثر بديهية لمدة استمرار البطارية في دعم الحمل. لحساب ذلك، ببساطة اضرب سعة Ah للبطارية في جهدها. على سبيل المثال، بطارية 12 فولت بسعة 300Ah تخزن 3600 واط ساعة من الطاقة.
تحويل Ah إلى Wh يمكن أن يعكس بدقة أكبر الطاقة التي توفرها البطارية، لأن التيار المسحوب من البطارية يعتمد على الحمل ويمكن أن يتغير مع تغير جهد البطارية.
بالإضافة إلى ذلك، ضع في اعتبارك تأثير عمق التفريغ على عمر البطارية. يمكن أن يؤدي تفريغ البطارية بالكامل إلى تقصير عمرها، لذا يُنصح بأخذ ذلك في الاعتبار عند حساب الطاقة القابلة للاستخدام لبطارية 300Ah. لذلك يمكن حساب الواط ساعة القابلة للاستخدام كالتالي:
- الواط ساعة القابلة للاستخدام = سعة Ah × جهد البطارية × DoD
على سبيل المثال، يمكن لبطارية ليثيوم 12 فولت 300Ah مع عمق تفريغ 80% أن توفر حوالي 2880 واط ساعة من الطاقة القابلة للاستخدام دون التأثير على عمر البطارية.
الخطوة 2. تحديد ما الذي ستشغله بطارية 300ah
خطط بشكل شامل للأجهزة التي ستعتمد على البطارية. قم بإعداد قائمة بواط كل جهاز. قد تشمل هذه الإضاءة، أجهزة التوجيه، الثلاجات، المعدات الطبية، أو الإلكترونيات الصغيرة.
بمجرد أن تحصل على القائمة، احسب إجمالي واط الأجهزة التي تريد تشغيلها.
الخطوة 3. حساب مدة تشغيل بطارية 300ah
اقسم واط الساعات القابلة للاستخدام من البطارية (من الخطوة 1) على إجمالي واط الحمل لتقدير عدد الساعات التي يمكن للبطارية تشغيل تلك الأجهزة خلالها.
- مدة تشغيل البطارية = سعة Ah × جهد البطارية × DoD / إجمالي الحمل
لنفترض أن لدينا بطارية ليثيوم 12 فولت 300Ah مع عمق تفريغ (DoD) بنسبة 80% متصلة بـ محول طاقة 1500 واط. للتبسيط، سنفترض أن المحول يعمل بأقصى حمل: مدة التشغيل=300Ah×12V×0.8/1500W≈1.92 ساعة.
لذا، يمكن لبطارية 12 فولت 300ah أن تعمل لمدة حوالي 1 ساعة و55 دقيقة مع حمل 1500 واط قبل الوصول إلى حد التفريغ.
إليك كيفية تقدير المدة التي يمكن للبطارية أن تدعم فيها الحمل في ظل ظروف مثالية؛ ومع ذلك، ليس هذا دقيقًا بنسبة 100% أبدًا.
بعد ذلك، سننظر في العوامل الرئيسية التي تؤثر على مدة تشغيل البطارية ونصائح لجعل حساباتك أكثر دقة.
4 عوامل تؤثر على مدة تشغيل بطارية 300ah
جهد البطارية
يؤثر جهد البطارية بشكل كبير على مدة تشغيل بطارية 300Ah للحمل. حتى مع نفس سعة 300Ah، تخزن البطارية ذات الجهد الأعلى طاقة إجمالية أكبر، مما يسمح لها بالاستمرار لفترة أطول تحت نفس الحمل.
على سبيل المثال، تخزن بطارية 12 فولت طاقة أقل بكثير من بطارية 24 فولت أو 48 فولت، لذا ستشغل الأجهزة لفترة أقصر قبل الحاجة إلى إعادة الشحن.
مع ذلك، من المهم ملاحظة أنه من أجل صحة البطارية على المدى الطويل، لا يُنصح بتفريغ البطارية بالكامل في كل مرة.
عمق التفريغ
عمق التفريغ (DoD) هو مقياس يوصي به المصنعون يشير إلى مقدار الطاقة الكلية للبطارية التي يمكن استخدامها بأمان دون التسبب في ضرر. في الظروف المثالية (0.2C، 25 ℃، عند نسبة DoD المحددة)، يمكن للبطارية تحقيق 4,000–6,000 دورة حياة. التفريغ الكامل المتكرر للبطارية سيقلل من عمرها.
لهذا السبب يجب أن تأخذ في الاعتبار عمق التفريغ عند تقدير مدة تشغيل البطارية وتحديد حدود الشحن بناءً عليه.
إليك مدة التشغيل التقريبية لبطارية 300Ah عند تصنيفات جهد مختلفة تغذي حمل 1500 واط، بافتراض 80% عمق تفريغ:
| جهد البطارية | إجمالي الطاقة المستخدمة (80% عمق التفريغ) | مدة التشغيل التقريبية |
|---|---|---|
| 12V | 2,880 واط ساعة | 1.9 ساعات (~1س 55د) |
| 24V | 5,760 واط ساعة | 3.8 ساعات (~3س 48د) |
| 36V | 9,000 واط ساعة | 6.0 ساعات (~6س 0د) |
| 48V | 11,520 واط ساعة | 7.7 ساعات (~7س 40د) |
استهلاك الطاقة
في الواقع، حساب استهلاك الطاقة بناءً فقط على الطاقة المقدرة للجهاز ليس دقيقًا تمامًا.
غالبًا ما تعمل الأحمال المقاومة بالقرب من طاقتها المقدرة، لكن الأحمال الحثية تتقلب حسب ظروف التشغيل. تؤثر تقلبات الجهد، خسائر الكفاءة، وأنماط الاستخدام على استهلاك الطاقة الفعلي.
لتقدير مدة تشغيل البطارية بشكل أفضل، يمكنك تحسين خطة استهلاك الحمل الخاص بك عن طريق:
- سرد تصنيف الطاقة ووقت الاستخدام المتوقع لكل جهاز لحساب استهلاك الطاقة بالواط ساعة.
- استخدام فواتير الكهرباء التاريخية لتقريب قيم الاستهلاك الواقعية.
تساعد هذه الطريقة في تقديم تقدير أكثر واقعية لوقت تشغيل البطارية تحت ظروف تشغيل متغيرة. وأخيرًا، يمكنك إضافة 20-30% سعة إضافية كهامش أمان لمراعاة التغيرات غير المتوقعة وضمان التشغيل الموثوق.
كفاءة العاكس
ليست كل الطاقة من البطارية تتحول إلى تيار متردد للأجهزة، فبعض الطاقة تُفقد كحرارة أثناء التحويل من تيار مستمر إلى تيار متردد. تتراوح كفاءات العاكس النموذجية بين 85% إلى 95%.
أخذ كفاءة العاكس في الاعتبار يحسن دقة تقديرك، لذا يمكن تحسين الصيغة كما يلي:
وقت تشغيل البطارية (بالساعات) = (سعة الأمبير × جهد البطارية × عمق التفريغ × كفاءة العاكس) / الحمل الكلي (واط)
الأسئلة الشائعة حول وقت تشغيل بطارية 300ah
كيف تتغير الكيلوواط ساعة القابلة للاستخدام مع أنواع البطاريات (حمض الرصاص مقابل LiFePO4)
تعتمد السعة القابلة للاستخدام لبطارية 300Ah على نوعها وعمق التفريغ (DoD). عادةً ما تسمح بطاريات الليثيوم بعمق تفريغ من 80% إلى 100%، بينما توفر بطاريات حمض الرصاص حوالي 150Ah من السعة القابلة للاستخدام عند 50% DoD. تعاني بطاريات حمض الرصاص أيضًا من انخفاض جهد كبير، حيث ينخفض الجهد بشكل حاد تحت الأحمال الثقيلة. ونتيجة لذلك، يكون وقت تشغيلها عادةً أقصر من بطاريات الليثيوم.
كم من الوقت ستشغل بطارية 300ah الثلاجة؟
بطارية 12 فولت 300Ah يمكنها تشغيل ثلاجة RV نموذجية بقوة 200 واط لمدة تتراوح بين 14 إلى 18 ساعة على الليثيوم وحوالي 9 ساعات على حمض الرصاص. عادةً ما تستهلك ثلاجة RV بين 150 إلى 400 واط، بمتوسط 200 واط. توفر بطاريات الليثيوم بعمق تفريغ من 80 إلى 100 بالمئة من 2880 إلى 3600 واط ساعة، بينما توفر بطاريات حمض الرصاص بعمق تفريغ 50 بالمئة حوالي 1800 واط ساعة. يعتمد وقت التشغيل الفعلي على كفاءة الثلاجة وأنماط الاستخدام.
كم من الوقت ستشغل بطارية 300ah التلفاز؟
بطارية LiFePO4 بسعة 300Ah ستشغل تلفاز LED نموذجي بقوة 70 واط لحوالي 42 ساعة. هذا يوفر وقتًا كافيًا للترفيه على مدى عدة أيام. بسبب سعتها القابلة للاستخدام الأقل، يمكن لبطارية حمض الرصاص 300Ah تشغيل نفس التلفاز لحوالي 22 ساعة فقط، مما يوفر وقت مشاهدة أقل بكثير قبل الحاجة لإعادة الشحن.
لماذا يغلق الميكروويف نظام بطارية 300Ah الخاص بي على الفور؟
هذه مشكلة في حد الطاقة، وليست في السعة. المشكلة تكمن في نظام إدارة البطارية (BMS) وتصنيف التيار المستمر الأقصى للتفريغ. ميكروويف بقوة 1000 واط، يعمل بنظام 12 فولت، سيحاول سحب أكثر من 83 أمبير (1000 واط / 12 فولت = 83.3 أمبير). العديد من بطاريات 300Ah تحتوي على نظام إدارة بطارية محدود إلى 150 أمبير أو 200 أمبير. رغم أن هذا يبدو جيدًا، فإن الميكروويف لديه تيار اندفاعي هائل عند بدء التشغيل، والذي يمكن أن يرتفع مؤقتًا إلى 2-3 أضعاف القدرة التشغيلية. هذا الارتفاع يمكن أن يفعل حماية التيار الزائد في نظام إدارة البطارية، مما يسبب إيقاف تشغيل الطاقة فورًا لحماية خلايا البطارية. تحقق دائمًا من أن تصنيف التفريغ الأقصى لبطاريتك يمكنه تحمل الحمل الأقصى لجهازك الأكثر قوة.
