¿Por qué las baterías de ciclo profundo se clasifican en amperios-hora en lugar de vatios-hora? Por ejemplo, si veo una batería de 85Ah, multiplico 85Ah x 12V para obtener 1020 vatios. Dado que el uso de electricidad en el hogar se mide en vatios-hora (por lo tanto, una matanza de vatios), esta información parece más útil. ¿Qué es lo importante que me falta con el etiquetado del amplificador?
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Respuestas:
En pocas palabras, los vatios miden una tasa de consumo y los amperios-hora o kilovatios-hora miden la energía total consumida. Las baterías almacenan energía, por lo que es útil una unidad que cuantifique la cantidad de energía almacenada.
Los vatios son 'julios por segundo', por lo que 1 vatio es el consumo de 1 julio por segundo. Watt-horas es la energía consumida por una carga con un consumo de energía de 1 vatio durante una hora. Esta es la misma unidad que utiliza la compañía eléctrica para determinar su factura de electricidad.
Entonces, la pregunta puede modificarse para que sea "¿Por qué las baterías se expresan en amperios por hora en lugar de kilovatios por hora?", Y también hay una buena razón para eso. Al especificar el voltaje por separado, la unidad de 'amperios-hora' permite un recálculo conveniente para diferentes combinaciones de baterías en serie / paralelo, así como un cálculo más fácil de la vida útil de la batería (medir la corriente de carga es más fácil que la potencia de carga).
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Las horas de amperios especifican mejor qué almacena la batería y qué hacen las horas de vatios.
Las horas de amperios se relacionan con la reacción química básica de la batería, mientras que las horas de vatios se ven mucho más afectadas por el estado de carga al cargar y descargar y por la velocidad de carga y descarga.
En una batería LiFePO4, la eficiencia de Ah puede ser de 99.5% o más, pero la hora Watt (eficiencia de energía) puede ser de 70% a 90%, dependiendo de varias condiciones y parámetros. Una batería de litio estándar es algo similar y una batería de plomo ácido puede alcanzar más del 90% de eficiencia actual (= Ah).
Una batería variará su voltaje en su rango de carga.
Resistencia interna x corriente de carga al cuadrado = pérdidas resistivas internas que es energía totalmente desperdiciada.
En la descarga,
resistencia interna x corriente de descarga al cuadrado = pérdidas resistivas internas
que es energía totalmente desperdiciada.
En un caso, la energía residual se refleja por un RISe de Vterminal y en el otro por una gota.
Al cargar, en la primera parte del ciclo la resistencia interna es relativamente baja. Las AH (horas amperios) puestas en la batería son en gran parte recuperables Y las horas de vatios también.
Pero a medida que avanza la carga, aumenta la resistencia interna, disminuye la eficiencia energética de carga PERO la eficiencia actual de carga sigue siendo razonablemente alta.
Tomando una batería LiFePO4 (también conocida como "LFP" ) como un excelente ejemplo, cuando la carga actual para la eficiencia de descarga es de aproximadamente 99.5%. A medida que la batería envejece, ¡esta eficiencia AUMENTA! es decir, se pueden extraer casi todos los amperios × horas introducidos. PERO las horas de Watt puestas y las horas de Watt sacadas dependen de en qué parte del ciclo se ponen y qué tan rápido salen. Las horas de Watt en la primera parte del ciclo son razonablemente eficientes pero disminuyen en eficiencia a medida que aumenta el voltaje
Solar
Un panel fotovoltaico / fotovoltaico / solar para cargar un sistema de 12 V generalmente tiene 36 celdas, un voltaje descargado de> 20 V, un "MPP" = voltaje de punto de potencia máximo de quizás 15 V, de modo que el voltaje óptimo a plena carga es muy superior a 12 V . Conecte este panel a una batería de 12V y el voltaje caerá a un valor que depende de los parámetros de la batería y el estado de carga.
Cuando se carga más allá de su punto de máxima potencia, el panel FV se aproximará a una fuente de corriente constante.
Si un panel fotovoltaico funciona a, digamos, 3 A, independientemente de la potencia que produce el panel (V x I), ya sea que digamos
18 V x 3 A = 54 vatios o
15 V x 3 A =
45 W o 13 V x 3 A = 39 W,
lo que ve la batería es el 3A.
El 3A es lo que impulsa la reacción de almacenamiento de productos químicos y, independientemente del voltaje del terminal cuando se descarga la batería, no obtendrá más de 3Ah por cada 3Ah, y en la práctica obtendrá menos porque la carga y la descarga nunca son 100% eficientes .
Si el voltaje de la batería es de, digamos, 12.1 V cuando consume 3 A durante una hora y se cargó con un panel que se habría cargado a 15 V x 3 A "si está permitido",
entonces la eficiencia energética devuelta versus disponible es
12.1 x 3 A / (15 x 3A) x Kah
= ~ 81% x Kah
donde Kag es la eficiencia de amperios por hora.
Si Kah es 0.9 (90%), entonces la eficiencia total de Watt hora en relación con lo que el panel PODRÍA haber hecho es 0.81 x 0.9 = ~ 73%
Se puede argumentar que "no es justo" decir que un panel "podría haber hecho 15V x 3A" cuando está cargado para decir 12.5V por una batería, y ese es un punto válido, PERO de una batería de 15V había sido utilizado o id = f si se hubiera utilizado un controlador MPPT que permite que el panel funcione en su punto óptimo, entonces el panel habría producido el reclamo de 15V x 3A. El enfoque "correcto" depende de lo que intente determinar.
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AH es la cantidad de corriente que la carga puede extraer en una sola hora. O la corriente que puede suministrar la batería en una sola hora.
WH sería el consumo de energía por la carga en una sola hora.
El voltaje será la cantidad de potencial requerida para conducir la corriente. Cabe señalar que el voltaje de carga debe ser menor en comparación con la batería, como lo sugieren los fundamentos de la diferencia de potencial.
En cuanto a por qué las baterías están clasificadas en AH es porque cada carga funciona con un voltaje diferente. Al clasificar la batería directamente en WH no significaría en qué voltaje está funcionando la carga. Se aplica el voltaje y se toma corriente.
Todos estos tres parámetros son fundamentalmente diferentes, pero técnicamente están obligados a estar juntos para comprender las capacidades de cualquier sistema alimentado eléctricamente :).
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