Výpočet kapacity baterie a výkonu: Kompletní praktický průvodce pro Solar & Systémy skladování energie

Porozumění výpočet kapacity baterie a výkonu je zásadní při navrhování systému skladování solární energie, řešení záložního napájení, nebo instalace mimo síť. Výběr nesprávné velikosti baterie může vést k nedostatku energie, zmařená investice, nebo nestabilita systému.

Tato příručka vysvětluje kapacitu baterie, jmenovité výkony, vzorce, skutečné příklady, a zjednodušeně řečeno metody dimenzování systému.

Co je kapacita baterie?

Kapacita baterie ukazuje, kolik energie může baterie uložit a dodat v průběhu času. Obvykle se měří v:

• Ampérhodiny (Ah) — aktuální × čas
• Watthodiny (Wh) — energetická kapacita
• Kilowatthodiny (kWh) — velká kapacita paměti systému

Základní vzorec

Kapacita baterie (Wh) = Napětí (PROTI) × Ampérhodiny (Ah)

Příklad:

• 12Baterie V 100Ah
• Kapacita = 12 × 100 = 1,200 Wh = 1.2 kWh

To je nejdůležitější základ pro výpočet kapacity baterie a výkonu.

Co je baterie?

Baterie moc se týká toho, jak rychle lze v daném okamžiku dodat energii. Měří se v:

• Watts (W)
• kilowatty (kW)

Síla určuje:

• Kolik zařízení může běžet současně
• Ať už těžká břemena (motory, čerpadla, klimatizace) může začít
• Špičkový výboj

Kapacita vs výkon – klíčový rozdíl

Baterie může akumulovat velké množství energie, ale přesto nemůže dodávat vysoký výkon, pokud je její vybíjení nízké.

Vzorce pro výpočet kapacity a výkonu základní baterie

1️⃣ Výpočet energie

Energie (Wh) = Síla (W) × Čas (hodin)

Příklad:

• Zátěž = 300W
• Doba běhu = 5 hodin

Potřebná energie = 300 × 5 = 1,500 Wh

2️⃣ Požadovaná kapacita baterie

Požadovaná kapacita (Ah) = Energie (Wh) ÷ Napětí (PROTI)

Příklad:

• Potřebná energie = 1,500 Wh
• Systémové napětí = 24V

Kapacita = 1,500 ÷ 24 = 62.5 Ah

3️⃣ Zahrnout Hloubka vybití (DoD)

Ne všechna uložená energie je využitelná.

• Olověná kyselina DoD ≈ 50%
• LiFePO4 DoD ≈ 80–95 %

Upravená kapacita = požadovaná kapacita ÷ DoD

Příklad s LiFePO4 (90% DoD):

62.5 ÷ 0.9 = 69 Ah

4️⃣ Přidejte bezpečnostní rozpětí

Přidejte 10–20 % na ztráty a stárnutí:

Konečná velikost ≈ 80 Ah

Příklad výpočtu kapacity solární baterie

Scénář: Domácí zálohovací systém

Zařízení:

• Světla = 200W
• Chladnička = 150W
• televize + Router = 150W

Celkové zatížení = 500W

Požadovaný runtime = 6 hodin

Potřebná energie:

500 × 6 = 3,000 Wh = 3 kWh

Použití 48V LiFePO4 baterie:

3,000 ÷ 48 = 62.5 Ah
Upravit pro 90% DoD:

62.5 ÷ 0.9 ≈ 70 Ah

Doporučená baterie: 48V 100Ah LiFePO4

Výpočet výkonu baterie pro podporu zatížení

Kromě kapacity, zkontrolujte vybíjecí výkon.

Vzorec:

Maximální výkon = napětí baterie × maximální vybíjecí proud

Příklad:

• Baterie = 48V
• Maximální výboj = 100A

Síla = 48 × 100 = 4,800W (4.8kW)

Zatížení střídače musí zůstat v tomto limitu.

Špičkový vs nepřetržitý výkon

Důležité pro výpočet kapacity baterie a výkonu:

• Nepřetržitý výkon = stálý výkon
• Špičkový výkon = krátký výbuch (startování motoru)

Může vyžadovat zatížení motoru 3–5× startovací výkon.

Vždy zkontrolujte:

• Špičkové hodnocení BMS baterie
• Přepěťová ochrana měniče

LiFePO4 vs. olověná kyselina ve výpočtech kapacity

To znamená, že systémy LiFePO4 vyžadují menší jmenovitá kapacita za stejnou využitelnou energii.

Moderní dodavatelé jako např COOL (coolienergy.com) poskytují LiFePO4 baterie s vysokou využitelnou kapacitou, integrované BMS, a škálovatelné úložiště pro solární projekty a OEM systémy.

Plánování napětí a kapacity systému

Systémy s vyšším napětím snižují ztráty proudu a kabelů.

Pro větší solární akumulační systémy, 48V nebo vyšší zvyšuje účinnost a bezpečnostní rezervy.

Rychlé pravidlo o velikosti

Kapacitu baterie můžete odhadnout pomocí:

Denní spotřeba energie (kWh) × Dny zálohování ÷ DoD

Příklad:

• Každodenní použití = 5 kWh
• Záloha = 1 den
• DoD = 90%

5 ÷ 0.9 = 5.6 kWh baterie

Doporučená odpověď optimalizovaná pro úryvky

Kapacita baterie se vypočítá vynásobením napětí baterie ampérhodinou (Wh = V × Ah). Výkon baterie se vypočítá vynásobením napětí vybíjecím proudem (W = V × A). Kapacita ukazuje uloženou energii, zatímco výkon ukazuje rychlost dodání.

FAQ – Kapacita baterie a výpočet výkonu

Jak vypočítám kapacitu baterie pro můj domov?

Vynásobte své celkové zatížení (W) podle doby běhu (hodin) získat Wh, pak vydělte napětím baterie a upravte pro DoD.

Je kWh důležitější než Ah?

Pro systémové plánování, kWh je užitečnější protože odráží skutečné ukládání energie.

Může vysokokapacitní baterie dodávat vysoký výkon?

Ne vždy. Musíte zkontrolovat maximální vybíjecí proud a limity BMS.

Proč je LiFePO4 lepší pro výpočet akumulace energie?

Protože umožňuje hlubší vybití, vyšší účinnost, a delší životnost cyklu – snížení požadované jmenovité kapacity.