Berechnung der Lebensdauer einer 200 Ah-Batterie

Bei der Planung von Notstrom- oder netzunabhängigen Energielösungen ist es entscheidend, die Lebensdauer einer Batterie zu kennen. Eine 200-Ah-Batterie (Amperestunden) ist eine gängige Wahl für viele Anwendungen, darunter Solarstromanlagen, Wohnmobile und Notstromversorgung für Privathaushalte. Um die Lebensdauer einer 200-Ah-Batterie genau zu bestimmen, müssen mehrere Faktoren berücksichtigt werden.

Dieser Artikel untersucht am Beispiel einer 200-Ah-Batterie die Faktoren, die die Batterielaufzeit beeinflussen, und bietet eine detaillierte Berechnungsmethode. Wir erklären die Beziehung zwischen der Batteriekapazität und der Anzahl der Stunden, die Haushaltsgeräte laufen können, sowie wie man die Batterie-Backup-Zeit basierend auf dem Energiebedarf vorhersagen kann .

Fünf Faktoren zur Berechnung der Batterielaufzeit

Bevor wir erklären, wie lange eine 200-Ah-Batterie läuft, muss eines klargestellt werden: Es gibt keine Möglichkeit, die Laufzeit einer Batterie genau zu berechnen, da sie von vielen Faktoren beeinflusst wird.

Um die Laufzeit für eine optimale Akkunutzung möglichst genau abzuschätzen, können wir jedoch 5 Schlüsselfaktoren berücksichtigen.

Batteriespannung

Die Spannung in einer Batterie bezieht sich auf die Potentialdifferenz zwischen den positiven und negativen Anschlüssen der Batterie. Die Batteriespannung nimmt jedoch mit der Stromzufuhr allmählich ab, sodass wir zur Schätzung der Batterielaufzeit nur die Nennspannung der Batterie (12 V, 24 V, 36 V, 48 V) verwenden können.

Batteriekapazität

Die Batteriekapazität, gemessen in Amperestunden (Ah), ist aus dem Namen ersichtlich: Strom x Zeit. Laut Ladungserhaltung kann Ah als die Ladungsmenge zum Laden und Entladen einer Lithiumbatterie während eines bestimmten Zeitraums interpretiert werden. Eine 200-Ah-Batterie kann theoretisch eine Stunde lang 200 Ampere Strom oder 10 Stunden lang 20 Ampere liefern.

Normalerweise geben Spannung und Amperestunden zusammen die Kapazität der Batterie an, z. B. 12 V 200 Ah, 12 V 100 Ah. Bei gleicher Spannung der Batterie gilt: Je höher die Amperestunde, desto größer die Kapazität.

Für ein direkteres Verständnis ist es praktisch, Ah in kWh umzurechnen , da dies eine standardisierte Methode zum Messen und Vergleichen von Energiekapazitäten und -verbrauch ist. Dies ist insbesondere beim Vergleich verschiedener Energiequellen oder Speichersysteme nützlich.

Entladetiefe

Die Entladetiefe (DoD) ist das Verhältnis der von der Batterie freigesetzten Leistung zur Nennkapazität der Batterie.

Beispiel: Die Nennkapazität der Batterie beträgt 200 Ah, die nach der Entladung verbleibende Kapazität beträgt 100 Ah, die tatsächliche Entladekapazität beträgt 100 Ah, dann beträgt die Entladetiefe der Batterie 50 %.

Normalerweise wird eine Batterie mit einer Entladetiefe von 10 % bis 80 % als Batterie mit flacher Zyklenentladung bezeichnet, und eine Batterie mit einer Entladetiefe von 80 % als Batterie mit tiefer Zyklenentladung .

Die beiden Haupttypen von Solarbatterien in dieser Größenordnung sind Bleibatterien und Lithiumphosphatbatterien . Jede hat ihre eigenen Vor- und Nachteile. Lithiumphosphatbatterien sind teurer, bieten aber erhebliche Vorteile, von denen der bemerkenswerteste ihre inhärente Tiefentladefähigkeit ist.

Energieverbrauch

Der Energieverbrauch ist die Menge an Strom, die Ihre Geräte verbrauchen. Normalerweise wird er in Watt (W) gemessen. Um die Batterielaufzeit zu berechnen, müssen Sie den Gesamtenergieverbrauch aller Geräte kennen, die von der Batterie mit Strom versorgt werden. Dazu gehört alles von Lampen und Haushaltsgeräten bis hin zu elektronischen Geräten. Für eine genaue Berechnung ist es notwendig, die Gesamtwattzahl der Geräte zu kennen.

Wirkungsgrad des Wechselrichters

Der Wirkungsgrad des Wechselrichters, ausgedrückt in Prozent, gibt an , wie viel Energie er vom Gleichstrom der Batterie in den von den meisten Geräten benötigten Wechselstrom umwandelt. Kein Wechselrichter ist 100 % effizient; beim Umwandlungsprozess geht immer etwas Energie verloren. Ein höherer Wirkungsgrad bedeutet, dass weniger Energie verschwendet wird, was zu einer längeren Batterielaufzeit führt.

So berechnen Sie die Lebensdauer einer 200-Ah-Batterie

Um die Lebensdauer einer 200-Ah-Batterie zu berechnen, können Sie die folgende Formel verwenden:

Wir können die Laufzeit einer Batterie schätzen, indem wir entweder davon ausgehen, dass der Wechselrichter mit voller Nennleistung arbeitet, oder indem wir die Leistung aller angeschlossenen Geräte addieren . Im Folgenden demonstrieren wir diese beiden Methoden, um zu bestimmen, wie lange eine 200-Ah-Batterie hält.

Wie lange hält eine 48-V-200-Ah-Batterie?

Berechnen wir die Backup-Zeit einer 48-V-200-Ah-Batterie, indem wir die PowMr -48-V-200-Ah-Batterie (80 % Entladetiefe) mit einem 3000-W-Wechselrichter mit 95 % Wirkungsgrad kombinieren.

Eine 200-Ah-Batterie mit 48 V und Anschluss an einen 3000-W-Wechselrichter (95 % Wirkungsgrad) hat bei voller Nennleistung eine Laufzeit von 2,432 Stunden.

200 Ah Batterielaufzeit = (200 Ah x 48 V x 0,8 x 0,95) / 3000 W = 2,432 Stunden

Wenn man außerdem einen 400-W-Kühlschrank ausschließlich mit dieser 200-Ah-Batterie betreibt , könnte er etwa 18,24 Stunden laufen.

200 Ah Batterielaufzeit = (200 Ah x 48 V x 0,8 x 0,95) / 400 W = 18,24 Stunden

Wie lange hält eine 12V 200Ah Batterie

Wenn zwei parallel geschaltete 100-Ah-Batterien (DoD 100 %) ein 12-V-200-Ah-Batteriesystem bilden und an einen 2000-W-Wechselrichter für 12-V-Batterien angeschlossen sind (Betrieb bei voller Nennkapazität mit 92 % Wirkungsgrad), beträgt die Laufzeit ungefähr 1,104 Stunden.

200 Ah Batterielaufzeit = (200 Ah x 12 V x 0,92) / 2000 W = 1,104 Stunden

Wenn Sie eine 12-V-200-Ah-Batterie ausschließlich als Backup für die Stromversorgung eines kleinen 400-W-Kühlschranks in Ihrem Wohnmobil verwenden, könnte sie etwa 5,52 Stunden laufen.

200 Ah Batterielaufzeit = (200 Ah x 12 V x 0,92) / 400 W = 5,52 Stunden

Wie lange hält eine 24V 200Ah Batterie

Nehmen wir ein 24-V-, 200-Ah-Batteriesystem an, das aus vier 12-V-, 100-Ah-Batterien (DoD 100 %) besteht, wobei zwei Batterien parallel (200 Ah) konfiguriert und dann in Reihe geschaltet werden, um 24 V zu erreichen. Diese Konfiguration versorgt einen 2000-W-Wechselrichter mit 92 % Wirkungsgrad.

Wenn der 2000-W-Wechselrichter mit voller Kapazität läuft, hält das 24-V-, 200-Ah-Batteriesystem ungefähr 2,208 Stunden.

200 Ah Batterielaufzeit = (200 Ah x 24 V x 0,92) / 2000 W = 2,208 Stunden

Wenn die Energie aus der Batterie zum Betreiben eines 400-W-Geräts verwendet wird, kann die 200-Ah-Batterie etwa 11,04 Stunden lang betrieben werden.

200 Ah Batterielaufzeit = (200 Ah x 24 V x 0,92) / 400 W = 11,04 Stunden