Ёмкость аккумулятора подбирают под нагрузку и время автономии, а не «на глаз». Калькулятор учитывает напряжение системы, КПД инвертора и допустимую глубину разряда, чтобы батарея не уходила в глубокий разряд и служила весь заявленный ресурс.
Если известны мощность потребителей и требуемое время автономии, минимальную ёмкость батареи в ампер-часах находят делением запаса энергии на напряжение системы и поправочные коэффициенты. В формуле участвуют мощность P, время t, напряжение U, КПД инвертора η и допустимая глубина разряда DoD.
КПД учитывает потери на преобразование постоянного тока в переменный: для качественных инверторов его принимают равным 0,9, для бюджетных — 0,85, а при питании нагрузки напрямую от постоянного тока — 1,0. Глубина разряда показывает, какую долю ёмкости допустимо использовать без вреда для батареи.
У литиевых LiFePO4 допускается разряжать до 80–90 % ёмкости, у AGM и гелевых — примерно до 50 %, у циклических свинцово-кислотных — до 30 %, а у стартерных — лишь до 15–20 %. Чем выше выбранная глубина разряда, тем меньше нужная ёмкость, но тем быстрее сокращается ресурс батареи.
Обратная задача: зная ёмкость, оценивают время автономии. Батарею нельзя разряжать полностью, поэтому в расчёт входит допустимая глубина разряда, а КПД инвертора уменьшает полезную энергию.
Пример 1. Газовый котёл и насос суммарной мощностью 160 Вт должны работать 6 часов от 12-вольтовой AGM-батареи с КПД инвертора 90 % и глубиной разряда 50 %. Ёмкость: 160 × 6 / (12 × 0,9 × 0,5) ≈ 177,78 Ач, ближайший номинал — 200 Ач.
Пример 2. Батарея 200 Ач при той же нагрузке проработает примерно 6,75 часа.
Пример 3. Нагрузка 100 Вт от литиевой батареи 12 В с КПД 90 % и глубиной разряда 90 %: нужная ёмкость около 41,15 Ач.
Допустимая глубина разряда и ресурс
| Тип АКБ | DoD | Ориентировочный ресурс |
|---|---|---|
| LiFePO4 | 80–90 % | 3 000–5 000 циклов |
| AGM / Гель | 50 % | 500–800 циклов |
| Циклический свинец | 30 % | 200–400 циклов |
| Стартерный | 15–20 % | 50–100 глубоких разрядов |
Глубокий разряд снижает ёмкость и ускоряет износ, особенно у свинцовых аккумуляторов. Ограничение по DoD продлевает срок службы.
Для качественных моделей берут 0,9, для бюджетных — 0,85. Если нагрузка питается напрямую от постоянного тока, потери не учитывают и КПД равен 1,0.
Ёмкость свинцовых батарей падает, а литиевые требуют подогрева перед зарядом. В расчёт вводят поправочный коэффициент и выбирают батарею с запасом.
Формула даёт ориентир без учёта старения и пиковых токов. Для ответственных систем ёмкость увеличивают на 20–30 % и уточняют параметры у производителя.