Wie viel Backup-Zeit kann eine 12,8V 300Ah LiFePO4-Batterie bieten?

Eine 12,8V 300Ah LiFePO4-Batterie kann ausreichend Energie speichern, um grundlegende Lasten im Haushalt wie Gefrierschränke, Lichter, Kommunikationsgeräte, Fernseher, Ventilatoren usw. zu unterstützen. Dennoch lässt sich die Laufzeit nicht allein mit der Kapazität vorhersagen.

Die tatsächliche Betriebszeit hängt von der nutzbaren Batterieenergie, der Effizienz des Wechselrichters, der Stromversorgung des Geräts, dem Startstrom, der Temperatur, den Kabelverlusten und der gewählten Entladungstiefe ab.

Aus Sicht von SANDISOLAR sollte eine zuverlässige Betriebszeitschätzung mit dem vollständigen Energiesystem beginnen und nicht mit einer einzelnen Batteriespezifikation.

Wie viel Energie speichert eine 12,8V 300Ah LiFePO4-Batterie?

Der SANDISOLAR SD-12300LFPJ1Spezifikation

• Nennspannung: 12,8 V (Systemspannung während des Betriebs)

• Nennkapazität: 300Ah

• Angegebene Energie: 3,84 kWh

• Empfohlene Ladespannung: 14,4 V

• Betriebsspannungsbereich: 10,8V bis 14,4V

Nennenergie = 12,8V x 300Ah = 3840Wh

Das entspricht einem 100W-Gerät, das 38,4 Stunden läuft. Dies setzt voraus, dass das Gerät alle verfügbare Energie entzieht. In der Praxis ist die Betriebszeit deutlich kürzer, da das Gerät nicht die gesamte gespeicherte Energie entzieht.

Bewertete Energie vs. nutzbare Energie

Haushaltsgeräte nutzen normalerweise Wechselstrom, während die Batterie Gleichstrom liefert. Daher ist ein Wechselrichter erforderlich, und ein Teil der gespeicherten Energie geht bei der Umwandlung verloren.

Für ein pragmatisches Beispiel für die Planung nehmen wir Folgendes an:

•Entladetiefe: Die Verwendung einer 80%-Tiefe macht die Planung rund um die vollständige Entladung der Batterie überflüssig.

•Wechselrichter-Effizienz: Eine Effizienzsteigerung von 90 % ist ein akzeptabler Durchschnitt.

•Systemverluste: Die endgültige Energieausgabe wird durch Energieverluste durch Verkabelung, Standby-Verluste des Wechselrichters und Verbindungsverluste beeinflusst.

Berechnung der nutzbaren Wechselstromenergie:

3840 Wh * 80% * 90% = ~ 2765 Wh

Dies ist eine Planungsschätzung und wird kein gesichertes Ergebnis sein. Die nutzbare Energie einer 12,8V 300Ah LiFePO4-Batterie hängt vom Wechselrichter, Lastprofil, Installation, Temperatur und Batteriezustand ab.

Geschätzte Laufzeit für gängige Haushaltsgeräte

Die folgende Tabelle verbraucht etwa 2765 Wh nutzbare Wechselstrom und geht davon aus, dass nur ein Gerät in Betrieb ist.

Haushaltsgerät	Typische Leistung	Geschätzte Laufzeit
WLAN-Router	15W	Etwa 184 Stunden
LED-Beleuchtungsgruppe	50W	Etwa 55 Stunden
Elektrischer Ventilator	60W	Etwa 46 Stunden
Laptop-Computer	65W	Etwa 42 Stunden
LED-Fernseher	100W	Etwa 27 Stunden
Kühlschrank-Betriebslast	120W	Etwa 23 Stunden
Mikrowellenherd	1200W	Etwa 2,3 Stunden
Wasserkocher	1500W	Etwa 1,8 Stunden

Diese Zahlen zeigen, warum eine 12,8V 300Ah LiFePO4-Batterie leistungsschwache Geräte viel länger tragen kann als Heizgeräte oder andere Hochwiderstandslasten.

Laufzeit für eine Gruppe von essentiellen Lasten

Während eines Netzausfalls können mehrere Geräte gemeinsam betrieben werden. Betrachten Sie folgendes Beispiel:

Essenzielle Last	Durchschnittsleistung
Kühlschrank	120W
Vier LED-Lichter	40W
WLAN-Router	15W
Fernsehen	100W
Handy-Ladegeräte	20W
Kombinierte Last	295W

Geschätzte Laufzeit:

2765Wh ÷ 295W = etwa 9,4 Stunden

Die tatsächliche Betriebszeit kann variieren, da ein Kühlschrank ein- und ausgeschaltet wird, während Beleuchtung, Fernseher und Ladegeräte nicht immer kontinuierlich genutzt werden.

Die Einschränkungen der Verwendung von Geräte-Wattzahl

Es gibt mehrere Faktoren über die Wattzahl hinaus, die die Schätzung beeinflussen, wie lange ein Gerät laufen wird.

• Eingangszyklus: Kühlschränke und Klimaanlagen zum Beispiel laufen nicht über längere Zeit mit voller Leistung.

•Spannungsüberspannung: Mit Ausnahme von Kompressoren und Pumpen ziehen fast alle anderen Geräte, Pumpe und Motor, für kurze Zeit beim Einschalten einen hohen Strom.

•Variable Leistung: Viele moderne Geräte variieren die Energiemenge, die sie verbrauchen, je nach Anforderungen der Aufgabe.

•Standby-Verbrauch: Fernseher, Router, Wechselrichter und Ladegeräte verbrauchen beispielsweise Energie zwischen den Nutzungen.

Umweltbedingungen: Hohe Umgebungstemperaturen können die Betriebszeit von Kühlschrank oder Lüftungssystemen verlängern.

Bei Geräten mit variabler Last ist der tägliche Energieverbrauch in Wattstunden oder Kilowattstunden oft nützlicher als die Nennleistung.

Ausgangsleistung und Wechselrichteranpassung

Der SD-12300LFPJ1 wird mit einem maximalen kontinuierlichen Lade- und Entladestrom von bis zu 200 A beschrieben. Bei 12,8 V entspricht dies einem theoretischen Gleichstromausgang von:

12,8V × 200A = 2560W

Die technische Parametertabelle zeigt jedoch auch einen Lade-/Entladestrom von 100 A. Dies deutet auf einen erwarteten Betriebsstrom von 100A und einen maximalen Dauerstrom von 200A hin. Der endgültige Betriebsstrom muss im genehmigten technischen Datenblatt bestätigt werden, bevor eine Auswahl am Wechselrichter getroffen wird.

Für das System müssen folgende Überlegungen berücksichtigt werden:

•Wechselrichterspannung: Der Wechselrichter muss für ein 12V-Batteriesystem der LiFePO4-Klasse sein.

•Kontinuierliche Ausgangsleistung: Die Gesamtlast der Geräte muss innerhalb der Grenzen von Batterie, BMS, Wechselrichter und Kabeln liegen.

•Überspannungskapazität: Der Wechselrichter sollte in der Lage sein, Überspannungsströme für das Starten von Kühlschränken, Pumpen und Motoren zu verarbeiten.

• Kabelgröße: Für den hohen Gleichstrom müssen kurze und entsprechend bemessene Kabel verwendet werden, um Wärme und Spannungsabfall zu reduzieren.

•Schaltkreisschutz: Es muss eine geeignete Sicherung und/oder einen Leistungsschalter sowie eine Möglichkeit zur Schaltungsabschaltung im Gleichstromkreis vorhanden sein.

Die Verwendung eines großen Wechselrichters erhöht die Batterieenergie nicht. Sie ermöglicht nur die Nutzung leistungsstärkerer Lasten, was zu einer schnelleren Entladung der Batterie führen kann.

Faktoren, die die Akkulaufzeit verkürzen

Die folgenden Bedingungen werden voraussichtlich die effektive Kapazität der 12,8V 300Ah LiFePO4-Batterie verringern.

•Niedrige Temperaturen: Der Ausfluss wird bei niedrigen Umgebungstemperaturen wahrscheinlich begrenzt sein.

•Hoher Stromverbrauch: Der innere Widerstand einer Batterie verursacht einen Spannungsabfall an der Terminal. Je größer der Stromverbrauch, desto größer der Spannungsabfall.

•Batteriezyklus: Die Gesamtkapazität verliert beim Einschalten der Batterie.

• Langstreckenkabel: Längere Kabel als empfohlen führen zu erhöhtem Widerstand und erhöhtem Verlust.

•Wechselrichter-Standby-Verluste: Wechselrichter ziehen Strom, wenn keine Last vorhanden ist.

•BMS-Schutzeinstellungen: Je nach BMS kann die Batterie abgeschaltet werden, bevor ihre gesamte Kapazität ausgelastet ist.

Der SD-12300LFPJ1 hat einen Betriebstemperaturbereich für das Laden von 0°C bis 50°C und eine Entladung von -20°C bis 60°C. Der SD-12300LFPJ1 sollte in einer kontrollierten Umgebung betrieben werden.

Verwendung einer Batterie innerhalb eines Solarspeichersystems

Eine 12,8V-300Ah-LiFePO4-Batterie bietet die Flexibilität, überschüssige PV-Energie für den nächtlichen Gebrauch, den Einsatz an bewölkten Tagen, während der Spitzenzeiten oder für den Noteinsatz zu speichern.

Ein konventionelles System umfasst Folgendes:

•Solarpanels: Das PV-Array erzeugt Gleichstrom bei Sonnenlicht.

•MPPT-Laderegler: Der Laderegler passt das Laden der Solarenergie basierend auf der Batteriespannung an.

•Batteriespeicherung: Dieses System verwendet ein SD-12300LFPJ1-Modul, das 3840 Wh Energiespeicher bereitstellt.

•Wechselrichter: Dieses Teilsystemelement wandelt Gleichstrom (DC) in Wechselstrom (AC) um.

• Schutzausrüstung: Sicherungen, Sicherungen und andere Trennvorrichtungen werden verwendet, um das Risiko von Strom zu steuern.

•Die erforderliche Menge an Solarenergie basiert auf: Täglicher Energieverbrauch, lokales Sonnenlicht und die gewünschte Aufladezeit, wobei die Verluste während der Ladezeit berücksichtigt werden.

SANDISOLAR'Systems Level Thinking

SANDISOLAR betrachtet in einem System, um die Leistung zu bewerten, in diesem Fall eine Batterie. Der SD-12300LFPJ1 enthält eine Kombination aus LFP-Zellen, einem 200A BMS, SPCC und einer Schutzklasse von IP21.

Er hat eine festgelegte Zykluszeit von 3000 Zyklen bei einer 80%igen Entladungstiefe unter Testbedingungen. Das BMS stellt eine Laderegelungsfunktion für die Batterie bereit und überwacht Überladung, Überentladung, Überstrom und andere abnormale Bedingungen.

Da IP21 nur begrenzten Schutz gegen feste Objekte und senkrecht herabfallende Wassertropfen bietet, eignet sich die Batterie besser für Innen- oder geschützte Installationen als für direkte Außeneinsätze.

Abschließende Worte

Eine 12,8V 300Ah LiFePO4-Batterie liefert 3840Wh Nennenergie. Berücksichtigt man eine Entladetiefe von 80 % und einen Wechselrichter-Wirkungsgrad von 90 %, sind in einem typischen Planungsszenario wahrscheinlich etwa 2765 Wh für Wechselstromlasten verfügbar.

Für kleine Haushaltsgeräte sind etwa mehrere Betriebsstunden zu erwarten oder ein Betrieb von mehreren Tagen für kleine, leistungsschwache Geräte. Um genaue Schätzungen der Betriebszeit, des tatsächlichen Geräteverbrauchs, der Startverluste von Wechselrichtern und Geräten, Installationsverluste sowie bestätigter Batteriestromkreisgrenzen zu erhalten, sollten verwendet werden.

FAQs

F1. Wie hoch ist die Energiespeicherkapazität einer einzelnen 12,8V-300Ah-LiFePO4-Batterie?

Bei den angegebenen Bedingungen kann diese Batterie 3840 Wh oder 3,84 kWh speichern.

F2. Wie lange kann eine 12,8V 300Ah LiFePO4-Batterie ein 100W-Gerät mit Strom versorgen?

Die Batterie kann theoretisch ein 100-Watt-Gerät 38,4 Stunden lang betreiben. Die Gesamtzeit wird jedoch aufgrund von Systemverlusten deutlich kürzer sein.

F3. Welche Wechselrichtergröße ist geeignet, um mit einer 12,8V 300Ah LiFePO4-Batterie zu verwenden?

Der geeignete Wechselrichter muss für ein 12V-Batteriesystem geeignet sein und die Grenze für kontinuierliche Entladung einhalten.

F4. Wie hoch ist die insgesamt nutzbare Wechselstromenergie für eine 12,8V 300Ah LiFePO4-Batterie?

Bei 80 % DoD der Batterie und 90 % Effizienz des Wechselrichters beträgt die gesamte nutzbare Energie etwa 2765 Wh.

F5. Können zusätzlich zu den oben genannten Geräten auch andere Geräte mit Strom versorgt werden?

Ja, solange die kombinierte Leistung innerhalb der Grenzen von Batterie, BMS, Wechselrichter und Kabeln liegt.