Сколько проработает ИБП от аккумулятора: таблицы времени

Коротко

• Время работы = (А·ч × В × глубина разряда × КПД) / мощность нагрузки в ваттах.
• 100 А·ч при 12 В — это 1200 Вт·ч запаса, из которых у AGM полезно около половины.
• Одинаковые ампер-часы на разных шинах — разная энергия: 100 А·ч на 12 В — это 1200 Вт·ч, а на 48 В — 4800 Вт·ч.
• Холод и возраст батареи отнимают от расчётного времени от пятой части до половины.
• Пусковые токи компрессоров и насосов требуют запаса и режут доступную ёмкость.

Формула: ватт-часы, глубина разряда, КПД

Первый шаг — перевести паспортную ёмкость в энергию. Энергия в ватт-часах равна ёмкости в ампер-часах, умноженной на напряжение блока: 100 А·ч при 12 В дают 1200 Вт·ч. Это весь запас, а не полезный: дальше его уменьшают два коэффициента.

Первый — глубина разряда (DoD): доля ёмкости, которую допустимо регулярно забирать. Для AGM разумный ориентир — около половины, для литиевых сборок — заметно больше, точное значение задаёт паспорт батареи и настройки инвертора. Второй — КПД преобразования: из батареи в розетку 220 В доходит 80–90% энергии, остальное уходит в тепло и собственные нужды инвертора.

Итоговая формула времени в часах: (А·ч × В × DoD × КПД) / мощность нагрузки в ваттах. Пример: блок 100 А·ч 12 В, нагрузка 150 Вт, свинцовая батарея, средний КПД 0,85. Считаем: 1200 × 0,5 × 0,85 / 150 ≈ 3,4 часа. Это реалистичная оценка, а не рекламная: ИБП с чистой синусоидой для такой нагрузки подбирается по материалу про ИБП для газового котла, где те же 150 Вт — типовой контур отопления. Смежная ловушка — путаница ватт и вольт-ампер: ИБП с cos φ нагрузки ниже единицы отдаёт меньше полезных ватт, чем написано в вольт-амперах на шильдике, поэтому мощность для формулы берут в ваттах по паспорту приборов.

Почему ампер-часы нельзя сравнивать напрямую

Ампер-час без указания напряжения — неполная величина. Батарея 100 А·ч на 12 В хранит 1200 Вт·ч, а сборка 100 А·ч на 48 В — уже 4800 Вт·ч, то есть в четыре раза больше энергии при тех же ампер-часах. Сравнивать блоки разной вольтажности можно только в ватт-часах.

Отсюда второе правило: наращивать время можно двумя путями — ставить батарею большей ёмкости на той же шине или переходить на более высокую шину. При этом часы при равной энергии одинаковы, а отличаются токи, сечения кабелей и требования к ИБП. Как соединять батареи в сборки 12, 24 и 48 В без перекоса, разобрано в статье про последовательное и параллельное соединение аккумуляторов.

Таблицы времени по ёмкости и нагрузке

Ниже — готовые ориентиры для свинцового блока 12 В при глубине разряда около половины и КПД 0,85. Нагрузка указана средняя длительная; пусковые броски учтены запасом мощности ИБП, а не этой таблицей.

Как читать таблицу: найдите свою среднюю нагрузку и желаемые часы — на пересечении нужная ёмкость блока. Если часы на грани, берите следующую ступень: батарея стареет, а отключения редко укладываются в ровный график. Отдельно закладывайте запас на режимы с частыми пусками: холодильник и насосы в момент старта потребляют кратно больше среднего, и каждое такое включение дополнительно сажает батарею сверх ровного расчёта. Для таких нагрузок к табличному значению добавляют ещё 20–30% ёмкости. Обратная задача — подбор ёмкости под дом — подробно разобрана в материале про расчёт ёмкости аккумулятора для дома.

Шина 12, 24 или 48 В: часы те же, токи разные

При равной запасённой энергии время резерва не зависит от напряжения шины: 2400 Вт·ч дадут те же часы при 500 Вт нагрузки хоть на 12 В, хоть на 48 В. Разница — в токах и кабелях: чем выше напряжение, тем меньше ток и тоньше допустимые провода.

Сечения в таблице — ориентиры для коротких линий; точное сечение зависит от длины и способа прокладки и выбирается по нормам. Подробнее — в статье про соединение аккумуляторов и материале про ИБП на весь частный дом, где 48 В — стандарт для нагрузок от 3 кВт.

Примеры: котёл, холодильник, свет

Котёл с двумя насосами тянет около 150 Вт: на блоке 100 А·ч это примерно 3,4 часа тепла — хватает на типовое вечернее отключение. Нужна ночь целиком — смотрите 200 А·ч (около 6,8 часа) или связку с генератором. Детали подбора резерва отопления — в статье про ИБП для газового котла.

Холодильник в среднем потребляет 100–200 Вт, но пусковой ток компрессора кратно выше и длится секунды. По среднему потреблению 150 Вт на 100 А·ч выходит около 3 часов, однако ИБП берут с запасом по пуску, иначе защита будет отключать резерв в момент старта компрессора. Разбор — в материале про ИБП для холодильника.

Дежурный свет и связь — самая лёгкая нагрузка: 100 Вт светодиодного света и роутера на 100 А·ч дают около 5 часов. Поэтому при ограниченных отключениях разумно выделять критичный контур на отдельный резерв, а не тянуть весь дом с одной батареи. Связь и видеонаблюдение — показательный пример: роутер с камерами потребляет около 20 Вт, и на блоке 100 А·ч такой контур живёт примерно сутки (1200 × 0,5 × 0,85 / 20 ≈ 25 часов). Детали такого резерва разбирает статья про ИБП для видеонаблюдения.

Поправка на холод, возраст и пиковые нагрузки

Холод — главный враг расчётных часов: свинцово-кислотная батарея в неотапливаемом помещении отдаёт заметно меньше паспортной ёмкости, потери исчисляются десятками процентов. Ставьте блок в тепле, а если это невозможно — закладывайте запас по ёмкости и проверяйте напряжение блока перед сезоном: просевший за лето блок зимой подведёт первым. И сверяйтесь со статьёй про ИБП для дачи зимой.

Возраст съедает часы постепенно: через несколько лет регулярной работы доступная ёмкость падает, и первым это замечают по сократившемуся времени резерва при тех же отключениях. Раз в год проверяйте блок под нагрузкой и чистите клеммы; окисленные клеммы греются и крадут доли вольта, что на большой нагрузке превращается в потерянные минуты резерва. Признаки деградации перечислены в материале о признаках износа АКБ.

Пиковые нагрузки — третий фактор: частые пуски насосов и компрессоров разряжают батарею быстрее, чем ровная нагрузка той же средней мощности. Поэтому ИБП выбирают с запасом по пусковому току, а батарею — с запасом 20–30% сверх расчёта. Какой тип батареи лучше держит такие режимы, сравнивается в статье о выборе аккумулятора для ИБП.

Частые ошибки расчёта

• Считают часы напрямую по ампер-часам, забывая про вольты: 100 А·ч на 48 В и на 12 В — разная энергия.
• Берут паспортную ёмкость за полезную, игнорируя глубину разряда и КПД инвертора.
• Складывают ампер-часы батарей разных шин без перевода в ватт-часы.
• Забывают пусковые токи холодильника и насосов — инвертор уходит в защиту, хотя «по среднему» всё сходилось.
• Набирают ёмкость впритык, без запаса на холод и старение блока. Уже через пару лет такая сборка перестаёт закрывать даже типовое отключение, и докупать приходится в авральном режиме.
• Не закладывают запас на старение: разумный минимум — треть сверх расчёта, он покрывает и деградацию, и незапланированные потребители вроде оставленного включённым света. Пересчитывайте часы раз в год по фактическим замерам, а не по памяти о паспорте.
• Ставят батарею в мороз, а часы считают как для комнатной температуры.

Читайте также

Частые вопросы