Как рассчитать ёмкость аккумулятора: формула и примеры

«Сколько ампер-часов брать?» — самый частый вопрос перед покупкой аккумулятора, и ответ на него считается за минуту. Нужны только список техники, длительность отключения и три поправки, о которых часто забывают. Ниже — формула, два полных примера и таблица перевода ампер-часов в киловатт-часы.

Формула в одну строку

Сначала считаем энергию, которую потребит техника за отключение:

E = сумма (мощность прибора × часы работы)

Затем — какая ёмкость аккумулятора для этого нужна:

Ёмкость = E ÷ (глубина разряда × КПД инвертора) × запас

• Глубина разряда — какую долю ёмкости можно регулярно использовать без вреда для ресурса: для LiFePO4 это 0,8–0,9, для свинцовых AGM и гелевых — около 0,5.
• КПД инвертора — 0,85–0,92: часть энергии уходит в тепло при преобразовании.
• Запас — 1,15–1,2: на холод, старение батареи и то, что отключение длится дольше графика.

Шаг 1. Список нагрузки

Берём квартиру и отключение на 6 часов.

Почему холодильник — 60 Вт, а не 150? Компрессор работает циклами: включается, охлаждает и стоит. За сутки типичный холодильник потребляет 0,9–1,5 кВт·ч, то есть в среднем 40–60 Вт. А вот инвертор должен выдерживать его пуск — это уже вопрос выбора инвертора, а не ёмкости.

Шаг 2. Три поправки

Для LiFePO4: 932 ÷ (0,9 × 0,9) × 1,2 ≈ 1,4 кВт·ч.

Для AGM: 932 ÷ (0,5 × 0,9) × 1,2 ≈ 2,5 кВт·ч.

То есть одна батарея LiFePO4 12,8 В на 100–120 А·ч закрывает 6 часов для квартиры, а свинцовых понадобится два блока по 12 В 100 А·ч — вдвое больше по массе и месту. Почему так и чем ещё отличаются эти химии — в статье LiFePO4 или AGM.

Пример для частного дома

Отключение на 8 часов, газовый котёл, скважина.

3060 ÷ (0,9 × 0,9) × 1,2 ≈ 4,5 кВт·ч — это один модуль LiFePO4 51,2 В 100 А·ч (5,12 кВт·ч). Если отключения бывают и по 12 часов или зимой котёл работает интенсивнее, закладывайте два модуля: в 48-вольтовых системах их просто добавляют параллельно.

Ампер-часы и киловатт-часы

Ампер-часы без напряжения ничего не говорят: 100 А·ч на 12 В и на 48 В — это вчетверо разная энергия. Сравнивайте батареи только в киловатт-часах: кВт·ч = А·ч × номинальное напряжение ÷ 1000.

Важно: ёмкость павербанков и портативных станций часто указывают в мА·ч при напряжении одной банки — 3,6–3,7 В. «30000 мА·ч» — это около 110 Вт·ч, а не 360, как получается при умножении на 12 В. Смотрите на цифру в Вт·ч — она честная.

Ток разряда тоже важен

Ёмкость отвечает на вопрос «как долго», а максимальный ток батареи — «какую мощность». Ток считают так: I = P ÷ U.

• Инвертор 3 кВт от 51,2 В берёт около 60–65 А с учётом потерь — нормальный режим для большинства модулей.
• Тот же инвертор от 12,8 В потребовал бы более 250 А: толстые кабели, нагрев, срабатывание защиты BMS. Именно поэтому для мощных систем выбирают 48 В.

Сверяйте максимальный длительный ток разряда батареи (в паспорте — «max continuous discharge current») с тем, что берёт инвертор на полной мощности. Если тока не хватает, ставят несколько модулей параллельно — они делят нагрузку.

Холод и старение

• Зимой в неотапливаемом помещении доступная ёмкость падает, а заряжать LiFePO4 ниже 0 °C без подогрева нельзя — BMS заблокирует заряд. Ставьте батарею в тёплом месте.
• Из практики: владельцы батарей в холодных гаражах делают утеплённый короб из пенополистирола 5–10 см с нагревательной плёнкой и терморегулятором на 10–15 °C. Без вентиляции весной в таком коробе собирается конденсат.
• Через несколько лет аккумулятор теряет часть ёмкости. Запас 15–20 % в формуле как раз это компенсирует, чтобы система не «уменьшилась» раньше, чем вы заметите.

Быстрый ориентир

Более точные цифры даёт таблица потребления конкретных приборов — смотрите сколько проработает техника от аккумулятора.