Por que as baterias de ciclo profundo são classificadas em amp-horas em vez de watt-hora? Por exemplo, se eu vir uma bateria de 85Ah, multiplico 85Ah x 12V para obter 1020 watts. Como o uso de eletricidade nas residências é medido em watts-hora (portanto, mata-um-watt), essas informações parecem mais úteis. Qual é a coisa mais importante que me falta na identificação do amplificador?
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Respostas:
Simplificando, watts mede uma taxa de consumo e amp-horas ou kilowatt-hora mede a energia total consumida. As baterias armazenam energia; portanto, é útil uma unidade que quantifique a quantidade de energia armazenada.
Watts são 'Joules por segundo', então 1 Watt é o consumo de 1 Joule por segundo. Watt-hora é a energia consumida por uma carga com consumo de energia de 1 Watt por uma hora. Essa é a mesma unidade que a empresa de energia usa para determinar sua conta de energia elétrica.
Portanto, a pergunta pode ser alterada para "Por que as baterias são expressas em Amp-Hours em vez de KiloWatt-Hours", e há uma boa razão para isso também. Ao especificar a tensão separadamente, a unidade de 'Amp-Hours' permite recálculo conveniente para diferentes combinações de séries / paralelas de baterias, além de facilitar o cálculo da vida útil da bateria (medir a corrente de carga é mais fácil que a carga).
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As horas de ampère especificam melhor o que a bateria armazena e fornece o que as horas em Watt fazem.
As horas-amp estão relacionadas à reação química básica da bateria, enquanto as horas em watts são muito mais afetadas pelo estado de carga ao carregar e descarregar e pela taxa de carga e descarga.
Em uma bateria LiFePO4, a eficiência Ah pode chegar a 99,5% +, mas a hora em watts (eficiência energética) pode ser de 70% a 90%, dependendo de várias condições e parâmetros. Uma bateria de lión padrão é um pouco semelhante e uma bateria de chumbo-ácido pode atingir mais de 90% de eficiência de corrente (= Ah).
Uma bateria varia sua voltagem em sua faixa de carregamento.
Resistência interna x corrente de carga ao quadrado = perdas resistivas internas que são totalmente desperdiçadas de energia.
Na descarga,
resistência interna x corrente de descarga ao quadrado = perdas resistivas internas
que são totalmente desperdiçadas energia.
Em um caso, a energia desperdiçada é refletida por um aumento de Vterminal e no outro por uma queda.
Ao carregar, na parte anterior do ciclo, a resistência interna é relativamente baixa. O AH (Amp Hour) colocado na bateria é em grande parte recuperável E o Watt-hora também.
Mas, à medida que o carregamento avança, a resistência interna aumenta, a eficiência energética do carregamento cai, MAS o carregamento da eficiência atual ainda é razoavelmente alto.
Tomando uma bateria de LiFePO4 (também conhecida como "LFP" ) como um excelente exemplo, quando a carga atual para descarregar a eficiência é nova, cerca de 99,5%. À medida que a bateria envelhece, essa eficiência aumenta! ou seja, quase todos os amplificadores × horas colocados podem ser retirados. MAS as horas Watt inseridas e as horas Watt retiradas dependem de onde no ciclo são inseridas e com que rapidez elas saem. As horas Watt no início do ciclo são razoavelmente eficientes, mas diminuem a eficiência à medida que a tensão aumenta
Solar
Um painel fotovoltaico / fotovoltaico / solar para carregar um sistema de 12V normalmente possui 36 células, uma voltagem descarregada> 20V, um "MPP" = voltagem máxima do ponto de potência de talvez 15V, para que a voltagem totalmente carregada seja superior a 12V . Conecte este painel a uma bateria de 12V e a tensão cairá para um valor que depende dos parâmetros e do estado de carga da bateria.
Quando carregado além do seu ponto de potência máximo, o painel fotovoltaico aproximará uma fonte de corrente constante.
Se um painel fotovoltaico opera na palavra 3A, independentemente da potência que o painel produz (V x I), digamos
18V x 3A = 54 Watts ou
15V x 3A = 45W ou
13V x 3A = 39 W, o
que a bateria vê é o 3A.
O 3A é o que impulsiona a reação de armazenamento químico e, independentemente da tensão do terminal quando a bateria é descarregada, você não terá mais de 3Ah para cada 3Ah colocado e, na prática, terá menos, porque carregar e descarregar nunca é 100% eficiente .
Se a tensão da bateria estiver em, por exemplo, 12,1V quando você desenha 3A por uma hora e foi carregada com um painel que teria carregado a 15V x 3A "se permitido"
, a eficiência energética retornada versus a disponível é de
12,1 x 3A / (15 x 3A) x Kah
= ~ 81% x Kah em
que Kag é a eficiência da hora do amplificador.
Se Kah é 0,9 (90%), a eficiência geral em Watt / hora em relação ao que o painel poderia ter feito é 0,81 x 0,9 = ~ 73%
Pode-se argumentar que "não é justo" dizer que um painel "poderia ter produzido 15V x 3A" quando é carregado para dizer 12,5V por uma bateria, e esse é um ponto válido, mas uma bateria de 15V havia sido usado ou id = f, se um controlador MPPT que permite que o painel funcione no seu ponto ideal foi usado, o painel produziria th15V x 3A reivindicado. Qual abordagem é "correta" depende do que você está tentando determinar.
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AH é a quantidade de corrente que pode ser consumida pela carga em uma única hora. Ou a corrente que pode ser fornecida pela bateria em uma única hora.
WH seria o consumo de energia pela carga em uma única hora.
A tensão será a quantidade de potencial necessária para acionar a corrente. Deve-se notar que a tensão de carga deve ser menor em comparação com a bateria, como sugerem os fundamentos da diferença de potencial.
No que diz respeito ao motivo pelo qual as baterias são classificadas em AH, é porque cada carga funciona com voltagens diferentes. Ao classificar a bateria diretamente em WH, não significaria em que voltagem a carga está sendo executada. A tensão é aplicada e a corrente é consumida.
Todos esses três parâmetros são fundamentalmente diferentes, mas tecnicamente eles precisam estar juntos para entender as habilidades de qualquer sistema elétrico :).
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