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如何计算蓄电池备用供电时间

· 阅读约需5分钟 ·

从电压、容量、放电深度、逆变器效率和负载功率估算备用时长,并比较锂电池与铅酸电池。

计算过程一览

“电池能让住宅运行多久?”取决于电池组实际能提供多少能量,以及负载平均消耗多少功率。标称容量并不等于全部可用容量,放电限制和逆变器损耗都要计入。下面以48 V、100 Ah电池组为例,逐步计算送达用电设备的能量。

  1. 4.8 kWh
    标称能量48 V × 100 Ah ÷ 1,000
  2. 4.3 kWh
    可用能量锂电池,放电深度(DoD)90%
  3. 3.9 kWh
    送达负载计入逆变器损耗,效率90%
3,888 Wh送达负载的能量÷400 W平均消耗功率=≈ 9.7 h备用供电时间
在这些假设下,关键回路可运行约一晚。此结果不是实际时长保证。

锂电池还是铅酸电池

不宜把电池每次都彻底放空。放电深度(DoD)表示使用了标称容量的多少比例。不同化学体系和型号有不同建议范围,反复深放电可能缩短寿命。以下参数用于对比,实际运行应以产品手册、BMS限制和保修条件为准。

同为4.8 kWh电池组时,送达负载的能量

锂电池(DoD 90%)3.9 kWh
铅酸电池(DoD 50%)2.2 kWh

锂电池(LiFePO4)

  • 有使用80~90%容量的设计方案
  • 放电电压相对稳定
  • 充电较快、重量较轻
  • 循环寿命较长,长期成本可能更低

铅酸电池/AGM

  • 初期采购价格较低
  • 可用于较简单的系统
  • 日常使用常以约50%放电深度作为参考
  • 反复深放电会影响寿命
  • 需要适当的完全充电机会

负载消耗

住宅关键负载的平均功率示例

冰箱(日平均)150 W
电视与路由器120 W
LED照明80 W
笔记本电脑与充电器50 W
合计400 W。请替换为实际设备的测量值或适当估算值。

计算自己的备用时间

将电池组电压、容量、电池类型和负载替换为您的数值。漏斗图展示每个阶段剩余的可用能量。用平均功率估算时长,再单独核对最大持续功率与启动功率;电池有足够kWh,并不自动意味着逆变器可以带动任何大功率设备。

交互演示

计算备用供电时间

调整电池组和负载,图表会显示实际送达负载的能量。

连接的负载

  1. 4.8 kWh
    标称能量电压 × 容量
  2. 4.3 kWh
    可用能量计入放电深度后
  3. 3.9 kWh
    送达负载的能量扣除逆变器损耗后
400 W负载功率
9.7 h预计备用供电时间

离网系统还要考虑天数

离网系统常以自持天数计算:在连续阴天、无法充分补充电量时,电池应支持多少天。假设一处住宅每天用电3 kWh,需要维持2天,则负载端共需6 kWh。选择标称电池容量时,仍要反向计入放电深度和逆变器损耗,而不是直接购买6 kWh便结束计算。

3 kWh每天用电×2天无日照时长=6 kWh所需可用能量
≈ 7.4 kWh锂电池标称能量(48 V时约155 Ah)
≈ 13.3 kWh铅酸电池标称能量(48 V时约280 Ah)
相同备用时长下,此例所需铅酸标称容量接近两倍。实际体积和重量取决于具体产品。

如何延长备用时间

  • 先降低用电,再扩大电池组:使用LED、减少待机、选择高效冰箱
  • 将关键负载接入独立配电箱,不把大功率电热水器或烤箱纳入基本备用回路
  • 尽量把水泵、机械设备和充电器安排在白天使用
  • 按串并联限制和厂家要求,有计划地扩展电池组

下方示例为4.8 kWh电池组向关键负载箱供电,并标注计算结果。将电池容量、负载功率、使用时段和估算假设写在图上,便于比较不同配置,也方便专业人员发现被忽略的条件。

使用Editor Solar绘制系统图

下方是已载入本文示例的Editor Solar编辑器。您可以移动设备、修改标签、连接部件,并导出为PNG、SVG或PDF。所有操作都在浏览器中进行,无需付费。

4.8 kWh电池组为关键负载箱供电,图中标注预计备用时间。

动手试试: 把负载换成实际家电并填写平均功率。修改电池组参数,然后重新计算备用供电时间。

现成模板: 离网光伏系统图 · 住宅蓄电池备用电源系统图 · 带发电机与ATS的离网系统图

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