Praktické
Kalkulačka kapacity a výdrže batérie
Zadajte batérie, ich zapojenie a spotrebiče. Kalkulačka vypočíta kapacitu zostavy vo Wh, koľko z nej môžete podľa typu batérie reálne odobrať a ako dlho vydržia spotrebiče cez menič 230 V - vrátane toho, čo zoberie menič naprázdno. Hodí sa pre ostrovný solár na chate, karavan aj záložné napájanie.
Zapnuté spotrebiče vydržia
—
Zaškrtnite spotrebiče, ktoré majú bežať naraz.
Postup výpočtu
Priebeh vybíjania
Stav nabitia pri odbere . Čiara končí tam, kde sa má batéria prestať vybíjať. Graf prechádzajte myšou, prstom alebo šípkami.
Stav nabitia v tabuľke
| Čas |
|---|
Stav nabitia a energia, ktorú z batérie pri tomto odbere ešte dostanete - pri veľkom odbere je to u olovenej batérie menej, než udáva štítok. Riadky označené „hranica“ ukazujú, kedy sa má vybíjanie skončiť.
Ako sa počíta kapacita batérie vo Wh
Na štítku batérie je kapacita v ampérhodinách (Ah), príkon spotrebičov sa však udáva vo wattoch (W) a energia vo watthodinách (Wh). Spája ich napätie: energia (Wh) = napätie (V) × kapacita (Ah). Olovená batéria 12 V 100 Ah má 1 200 Wh. Pozor na LiFePO4: jej štyri články majú spolu menovité napätie 12,8 V, preto má „12 V“ LiFePO4 so 100 Ah 1 280 Wh - tak to udávajú aj výrobcovia a kalkulačka počíta rovnako. Rovnakým vzorcom prepočítate aj powerbanku: 20 000 mAh pri 3,7 V článkoch je 74 Wh.
| Batéria | Menovité napätie | Energia | Použiteľných |
|---|---|---|---|
| Záložný zdroj UPS 12 V 7 Ah | 12 V | 84 Wh | 42 Wh vybitie do 50 % |
| Autobatéria 12 V 60 Ah | 12 V | 720 Wh | 360 Wh vybitie do 50 % |
| AGM alebo gélová 12 V 100 Ah | 12 V | 1 200 Wh | 600 Wh vybitie do 50 % |
| LiFePO4 12 V 100 Ah | 12,8 V | 1 280 Wh | 1 024 Wh vybitie do 80 % |
| Trakčná 12 V 200 Ah | 12 V | 2 400 Wh | 1 200 Wh vybitie do 50 % |
| LiFePO4 48 V 100 Ah | 51,2 V | 5 120 Wh | 4 096 Wh vybitie do 80 % |
Posledný stĺpec je dôležitejší než štítok: koľko energie môžete odobrať bez toho, aby batéria rýchlo strácala kapacitu. Pri olovenej batérii je to polovica, pri LiFePO4 štyri pätiny - podrobnejšie nižšie.
Sériovo alebo paralelne?
Pri sériovom zapojení sa napätia sčítajú a kapacita v Ah zostáva, pri paralelnom sa sčítajú kapacity a napätie zostáva. Energia je v oboch prípadoch rovnaká - dve batérie 12 V 100 Ah majú vždy 2 400 Wh, či z nich spravíte 24 V alebo 12 V. Zapojenie rozhoduje o inom: pri 24 V tečie pri rovnakom výkone polovičný prúd, stačia tenšie káble a straty sú menšie, no menič aj nabíjačka musia byť na 24 V. Pri 12 V zostanú použiteľné bežné 12 V spotrebiče, káble však musia zniesť dvojnásobný prúd.
| Zostava | Napätie | Kapacita | Energia |
|---|---|---|---|
| 2 × 12 V 100 Ah v sérii | 24 V | 100 Ah | 2 400 Wh |
| 2 × 12 V 100 Ah paralelne | 12 V | 200 Ah | 2 400 Wh |
| 4 × 12 V 100 Ah, 2 v sérii × 2 paralelne | 24 V | 200 Ah | 4 800 Wh |
| 4 × 12 V 100 Ah v sérii | 48 V | 100 Ah | 4 800 Wh |
Spájajte len batérie rovnakého typu, kapacity a veku; slabší kus v sérii obmedzí celú vetvu a v paralelnom zapojení ho ostatné neustále „dobíjajú“. Pri LiFePO4 výrobca zvyčajne dovolí najviac štyri batérie v sérii (48 V systém) a určitý počet paralelne - riadi sa tým BMS, preto to overte v návode.
Olovená alebo LiFePO4: koľko energie reálne odoberiete
Štítková kapacita hovorí, čo sa do batérie zmestí, nie čo z nej máte každý deň brať. Pri olovenej batérii (AGM, gélová, trakčná aj štartovacia) sa hlbokým vybitím usadzuje na platniach síran olovnatý a kapacita nevratne klesá. Odporúčaná hĺbka vybitia je preto 50 %: zo 100 Ah bežne používate len 50 Ah. LiFePO4 hlboké vybitie znáša, bežne sa počíta s 80 % a BMS dovolí aj 100 %, no pri 80 až 90 % vydrží výrazne viac cyklov.
| 12 V 100 Ah | Olovená | LiFePO4 |
|---|---|---|
| Energia na štítku | 1 200 Wh | 1 280 Wh |
| Odporúčané vybitie | do 50 % | do 80 % |
| Použiteľná energia | 600 Wh | 1 024 Wh |
| Počet cyklov, rádovo | 300 až 700 pri 50 % | 3 000 a viac pri 80 % |
| Hmotnosť | približne 28 až 32 kg | približne 11 až 14 kg |
| Mráz | vybíja aj nabíja sa, no s menšou kapacitou | vybíjať áno, nabíjať pod 0 °C nie - nie každý BMS to sám zablokuje |
| Veľký odber | kapacita klesá (Peukertov efekt) | takmer bez vplyvu, limit určuje BMS |
Výsledok je, že 100 Ah LiFePO4 nahradí približne 170 až 200 Ah olova (čím väčší odber, tým viac) a váži pritom asi pätinu toho, čo olovené batérie. Kto má už olovené batérie, nech ich nevybíja pod polovicu; kto kupuje nové do ostrovného systému, zvyčajne vyjde lacnejšie na jednu Wh za celú životnosť s LiFePO4, hoci je drahšia pri kúpe.
Koľko spotrebuje menič naprázdno
Menič 12 alebo 24 V na 230 V má dve straty. Pri prevode stráca 5 až 15 % výkonu (účinnosť 85 až 95 %, kalkulačka počíta s 90 %) a navyše odoberá energiu stále, aj keď do neho nič nie je zapojené - to je kľudová spotreba, v katalógu „no-load“ alebo „standby“. Rastie s výkonom meniča, preto sa neoplatí kupovať zbytočne veľký menič na pár drobných spotrebičov:
| Výkon meniča | Typický odber naprázdno | 2 × 12 V 100 Ah olovená | 2 × 12 V 100 Ah LiFePO4 |
|---|---|---|---|
| 300 W | 4 W | 13 dní | 21 dní |
| 500 W | 6 W | 8 dní 8 h | 14 dní |
| 1 000 W | 10 W | 5 dní | 8 dní 13 h |
| 1 500 W | 13 W | 3 dni 20 h | 6 dní 14 h |
| 2 000 W | 18 W | 2 dni 19 h | 4 dni 18 h |
| 3 000 W | 25 W | 2 dni | 3 dni 10 h |
| 5 000 W | 40 W | 1 deň 6 h | 2 dni 3 h |
Výdrž v tabuľke je čas, za ktorý menič sám vybije použiteľnú energiu zostavy (1 200 Wh pri olove, 2 048 Wh pri LiFePO4). Hodnoty sú typické pre čisto sínusové meniče strednej triedy; lacné meniče mávajú dvojnásobok, kvalitné (napríklad Victron Phoenix 12/1200 so 7 W) menej. Mnohé meniče majú úsporný režim (ECO, search mode): keď odber klesne pod nastavenú hranicu, menič sa prepne do spánku s odberom okolo 1 W a každých pár sekúnd skúša, či niekto niečo nezapol. Pri routeri alebo kamere, ktoré bežia stále, však spánok nepomôže - tam je lepšie napájať ich priamo z 12 V.
Ukážkové spotrebiče a ich výdrž
Tabuľka ukazuje, ako dlho by každý spotrebič sám bežal z dvoch batérií 12 V 100 Ah v sérii cez menič 1 000 W (naprázdno 10 W, účinnosť 90 %). V kalkulačke si zaškrtnite, čo má bežať naraz - príkony sa sčítajú a výdrž podľa toho klesne.
| Spotrebič | Príkon | Olovená, 1 200 Wh | LiFePO4, 2 048 Wh |
|---|---|---|---|
| Len menič naprázdno | 10 W | 5 dní | 8 dní 13 h |
| LED žiarovka svieti ako klasická 75 W | 10 W | 2 dni 9 h | 4 dni 1 h |
| Wi-Fi router domáci router alebo modem | 10 W | 2 dni 9 h | 4 dni 1 h |
| IP kamera v noci s IR prisvietením o niečo viac | 6 W | 3 dni | 5 dní 3 h |
| Nabíjanie mobilu | 10 W | 2 dni 9 h | 4 dni 1 h |
| Notebook | 50 W | 18 h 18 min | 1 deň 7 h |
| Chladnička priemer, kompresor beží len časť času | 40 W | 22 h 2 min | 1 deň 14 h |
| Televízor LED televízor 43 až 55 palcov | 70 W | 13 h 40 min | 23 h 20 min |
| Rýchlovarná kanvica ukážka veľkého odberu | 2 000 W | 18 min | 55 min |
LED svetlo, router a kamera naraz majú 26 W; s meničom z batérie odchádza 38,9 W a olovená zostava vydrží 1 deň 7 h, LiFePO4 rovnakej veľkosti 2 dni 5 h. Rýchlovarná kanvica ukazuje druhú stranu: 2 000 W menič 1 000 W nezvládne a aj s väčším meničom by tiekol z 24 V prúd 92,6 A, čo si vyžaduje hrubé káble a pre olovené batérie znamená prudký pokles kapacity.
Spotrebiče na 12 V - LED pásy, router s 12 V adaptérom, kamera, nabíjačka telefónu do auta - napájajte priamo z batérie. LED svetlo 10 W z jednej olovenej batérie 12 V 100 Ah vydrží priamo 2 dni 12 h, cez menič 1 000 W len 1 deň 4 h: pri takom malom odbere spotrebuje menič sám (11,1 W) viac než samotné svetlo. V kalkulačke stačí vypnúť prepínač meniča.
Napätie a stav nabitia
Bez monitora batérie odhadnete stav nabitia z pokojového napätia - meraného po hodine či dvoch bez záťaže a bez nabíjania. Pri olovenej batérii napätie klesá so stavom nabitia pomerne rovnomerne, pri LiFePO4 je krivka plochá: medzi 90 a 20 % sa napätie takmer nemení, preto sa pri lítiu spoliehajte na BMS alebo merač prúdu (shunt), nie na voltmeter.
| Stav nabitia | Olovená 12 V | LiFePO4 12,8 V |
|---|---|---|
| 100 % | 12,7 V a viac | 13,4 až 13,6 V |
| 75 % | 12,4 až 12,5 V | 13,3 V |
| 50 % | 12,2 V | 13,2 V |
| 25 % | 12,0 V | 13,0 až 13,1 V |
| 0 % | 11,8 V a menej | pod 12,8 V napätie prudko padá |
Pre olovenú batériu je hranica 50 % približne 12,2 V - pod ňu by sa pri bežnom používaní nemala dostať. Hodnoty sú orientačné a líšia sa podľa výrobcu, teploty aj veku batérie; presné čísla nájdete v katalógovom liste.
Výpočty sú orientačné: vychádzajú zo štítkových hodnôt, odporúčanej hĺbky vybitia (olovo 50 %, LiFePO4 80 %) a typických parametrov meničov. Kalkulačka nenahrádza projekt elektroinštalácie - prierezy káblov, istenie a zapojenie meniča konzultujte s odborníkom, pri inštalácii s pripojením na rozvodnú sieť je potrebná odborná spôsobilosť.
Časté otázky
Koľko Wh má batéria 12 V 100 Ah?
Energia je napätie krát kapacita: olovená batéria 12 V × 100 Ah = 1 200 Wh. LiFePO4 má menovité napätie 12,8 V, takže rovnakých 100 Ah je 1 280 Wh - presne tak udávajú Wh aj výrobcovia. Reálne odoberiete menej: z olovenej batérie asi 600 Wh (vybitie do 50 %), z LiFePO4 1 024 Wh (vybitie do 80 %).
Dá sériové zapojenie batérií viac energie ako paralelné?
Nie. Dve batérie 12 V 100 Ah majú v sérii 24 V a 100 Ah, paralelne 12 V a 200 Ah - v oboch prípadoch je to 2 400 Wh. Séria zdvojnásobí napätie a pri rovnakom výkone zníži prúd na polovicu, čo znamená tenšie káble a menšie straty; menič však musí byť na 24 V. Paralelné zapojenie necháva 12 V pre bežné 12 V spotrebiče, no prúd je dvojnásobný. Spájať sa majú len batérie rovnakého typu, kapacity a veku.
Prečo sa olovená batéria nesmie vybiť úplne?
Pri hlbokom vybití sa na olovených platniach usadzuje síran olovnatý (sulfatácia) a batéria nevratne stráca kapacitu. Výrobcovia preto udávajú životnosť v cykloch pri 50 % vybitia - rádovo 300 až 700 cyklov, pri vybíjaní do 80 % je ich zhruba polovica a úplné vybitie zvládne batéria len niekoľko desiatok ráz. Hranica 50 % zodpovedá pokojovému napätiu približne 12,2 V na 12 V batérii. LiFePO4 takto netrpí: pri vybíjaní do 80 % vydrží tisíce cyklov a jej BMS dovolí ísť aj na 100 %, hoci na úkor životnosti.
Koľko spotrebuje menič bez záťaže a ako dlho vydrží na batérii?
Menič odoberá energiu, aj keď nič nenapája - typicky 4 W pri meniči 300 W, okolo 10 W pri 1 000 W a 25 W aj viac pri 3 000 W; lacné meniče mávajú dvojnásobok. Dve olovené batérie 12 V 100 Ah s použiteľnými 1 200 Wh tak menič 1 000 W vybije naprázdno za 5 dní, LiFePO4 rovnakej veľkosti za 8 dní 13 h. Preto menič vypínajte, keď nič nenapája, alebo používajte úsporný režim (ECO, search mode), ktorý odber zníži na zlomok.
Ako dlho vydrží batéria 100 Ah so spotrebičom 100 W?
Olovená batéria 12 V 100 Ah má použiteľných 600 Wh. Spotrebič 100 W cez menič s účinnosťou 90 % a kľudovým odberom 10 W berie z batérie 121 W, teda 10,1 A. Pri takom prúde olovená batéria nedá celých 100 Ah, ale podľa Peukertovej rovnice asi 87 Ah, čiže použiteľných 521 Wh, a vydrží 4 h 18 min. LiFePO4 12 V 100 Ah s použiteľnými 1 024 Wh vydrží 8 h 27 min. Bez meniča, so spotrebičom priamo na 12 V, odpadnú straty meniča a výdrž je dlhšia.
Prečo je skutočná výdrž kratšia než výpočet?
Kalkulačka počíta s novou batériou pri izbovej teplote. Reálne kapacitu znižuje vek (olovená batéria po pár rokoch bežne 60 až 80 % štítku), chlad (olovená pri 0 °C dá asi 80 %, pri −20 °C polovicu) a veľký odber - pri 500 W priamo z 12 V 100 Ah olovenej batérie tečie 41,7 A a podľa Peukertovej rovnice s exponentom 1,2 dá batéria len 65,4 Ah namiesto 100 Ah; kalkulačka toto zníženie započítava. Spotrebiče zároveň neberú stále rovnako: chladnička striedavo beží a stojí, kamera má v noci vyšší odber. Počítajte preto s rezervou aspoň 20 %.