Izračun potrebne kapacitete akumulatorjev
Pravilna izbira kapacitete akumulatorja je ključna za zanesljivo napajanje električnih porabnikov in dolgo življenjsko dobo akumulatorja. Pri izračunu moramo upoštevati porabo električnega toka, želeni čas delovanja, dovoljeno globino praznjenja in tehnologijo akumulatorja.
Osnovni izračun potrebne kapacitete
Kapaciteto, ki jo potrebuje električni porabnik, izračunamo po preprosti formuli:
Kapaciteta (Ah) = tok (A) × čas delovanja (h)
Na primer, če porabnik potrebuje tok 3 A in mora delovati 20 ur, je izračun naslednji:
3 A × 20 h = 60 Ah
To pomeni, da potrebujemo 60 Ah električnega naboja. Akumulator z nazivno kapaciteto 60 Ah (C20) lahko v predpisanih merilnih pogojih zagotavlja takšno praznjenje do določene končne napetosti, pri 12 V svinčenem akumulatorju običajno 10,5 V.
Vendar praznjenje do te napetosti pri vsakodnevni uporabi ni priporočljivo, saj lahko pogosto globoko praznjenje bistveno skrajša življenjsko dobo akumulatorja.
Primer izračuna za porabnik z večjo porabo
Predpostavimo, da imamo električni porabnik, ki potrebuje 8 A in mora neprekinjeno delovati 6 ur.
Potrebna kapaciteta je:
8 A × 6 h = 48 Ah
Na prvi pogled bi zadostoval akumulator s kapaciteto 50 Ah. Vendar bi ga s takšno obremenitvijo skoraj povsem izpraznili, kar pri večini svinčenih akumulatorjev ni priporočljivo.
Zato moramo pri izbiri upoštevati tudi dovoljeno globino praznjenja (DoD – Depth of Discharge).
Kaj pomeni globina praznjenja in zakaj je pomembna?
Globina praznjenja pove, kolikšen delež nazivne kapacitete akumulatorja smo porabili.
Pri številnih svinčenih akumulatorjih je za daljšo življenjsko dobo priporočljivo omejiti redno praznjenje na približno 50 % nazivne kapacitete. Natančna priporočila so odvisna od tehnologije in navodil proizvajalca.
Če želimo pri našem primeru porabiti največ 50 % kapacitete, izračunamo:
Potrebna kapaciteta = poraba (Ah) ÷ dovoljena globina praznjenja
48 Ah ÷ 0,5 = 96 Ah
To pomeni, da bi za porabnik z močjo 8 A, ki deluje 6 ur, izbrali akumulator z nazivno kapaciteto najmanj 100 Ah.
Pri tem gre za osnovni izračun. V praksi je lahko potrebna še dodatna rezerva zaradi hitrosti praznjenja, temperature, staranja akumulatorja in izgub v električnem sistemu.
Ali velja enak izračun za vse vrste akumulatorjev?
Ne. Dovoljena globina praznjenja je odvisna predvsem od tehnologije in konstrukcije akumulatorja.
-
Klasični svinčeno-kislinski akumulatorji – pri ciklični uporabi je za daljšo življenjsko dobo pogosto priporočljivo omejiti praznjenje na približno 50 % ali manj.
-
AGM in GEL akumulatorji – nekateri modeli so posebej zasnovani za globlje ciklično praznjenje, vendar je priporočena globina odvisna od posameznega izdelka.
-
Litijevi akumulatorji (LiFePO4) – praviloma omogočajo uporabo večjega deleža nazivne kapacitete, pogosto 80–90 %, odvisno od proizvajalca in zahtevane življenjske dobe.
Kaj še upoštevamo pri izbiri kapacitete?
Poleg osnovnega izračuna je priporočljivo upoštevati:
-
Temperaturo delovanja – pri nizkih temperaturah se razpoložljiva kapaciteta zmanjša.
-
Hitrost praznjenja – pri večjih praznilnih tokovih je uporabna kapaciteta svinčenega akumulatorja praviloma manjša zaradi Peukertovega efekta.
-
Staranje akumulatorja – z uporabo se kapaciteta postopoma zmanjšuje.
-
Rezervo energije – dodatna kapaciteta zagotavlja zanesljivejše delovanje tudi v manj ugodnih pogojih.
-
Izgube v sistemu – pri uporabi razsmernikov in drugih naprav je treba upoštevati tudi njihovo učinkovitost.
Praktično priporočilo: Pri svinčenih akumulatorjih, ki jih redno uporabljamo za napajanje električnih porabnikov, je smiselno za začetni izračun predvideti približno dvakrat večjo nazivno kapaciteto od izračunane porabe v Ah. Tako omejimo globino praznjenja na približno 50 % in prispevamo k daljši življenjski dobi akumulatorja.
Končno kapaciteto pa vedno prilagodimo tehnologiji akumulatorja, dejanskim pogojem uporabe in priporočilom proizvajalca.