Combien de temps de secours une batterie LiFePO4 12,8V 300Ah peut-elle fournir ?

Une batterie LiFePO4 de 12,8V 300Ah est capable de stocker suffisamment d’énergie pour supporter les charges de base dans le foyer telles que les congélateurs, les lumières, les équipements de communication, les téléviseurs, les ventilateurs, etc. Cependant, le temps d’exécution ne peut être prédit qu’avec la capacité seule.

Le temps de fonctionnement réel dépend de l’énergie utilisable de la batterie, de l’efficacité de l’onduleur, de la puissance de l’appareil, du courant de démarrage, de la température, des pertes du câble et de la profondeur de décharge sélectionnée.

Du point de vue de SANDISOLAR, une estimation fiable du temps d’exécution devrait commencer par l’ensemble du système énergétique plutôt qu’une seule spécification de batterie.

Combien d’énergie une batterie LiFePO4 12,8V 300Ah peut-elle stocker ?

Le SANDISOLAR SD-12300LFPJ1Spécification

• Tension nominale : 12,8V (Tension système pendant le fonctionnement)

• Capacité nominale : 300Ah

• Consommation nominale : 3,84 kWh

• Tension de charge recommandée : 14,4V

• Plage de tension de fonctionnement : 10,8 V à 14,4 V

Énergie nominale = 12,8V x 300Ah = 3840Wh

Cela équivaut à un appareil de 100W fonctionnant pendant 38,4 heures. Cela suppose que l’appareil puise toute l’énergie disponible. En pratique, le temps de fonctionnement sera beaucoup plus court car l’appareil ne consommera pas toute l’énergie stockée.

Énergie nominale vs. énergie utilisable

Les appareils ménagers utilisent normalement de l’électricité en courant alternatif, tandis que la batterie fournit l’électricité en courant continu. Un onduleur est donc nécessaire, et une partie de l’énergie stockée est perdue lors de la conversion.

Pour un exemple pragmatique de la planification, supposons ce qui suit :

• Profondeur de décharge : Utiliser une profondeur de 80 % éliminera la planification autour de la décharge totale de la batterie.

• Rendement de l’onduleur : Prendre un rendement de 90 % constitue une moyenne acceptable.

• Pertes système : La production d’énergie finale sera affectée par la perte d’énergie causée par le câblage, les pertes de veille de l’onduleur et les pertes de connexion.

Calcul de l’énergie AC utilisable :

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

Il s’agit d’une estimation de planification et ce ne sera pas un résultat garanti. L’énergie utile d’une batterie LiFePO4 de 12,8V 300Ah dépendra de l’onduleur, du profil de charge, de l’installation, de la température et de l’état de la batterie.

Durée d’exécution estimée pour les appareils ménagers courants

Le tableau suivant utilise environ 2765 Wh d’énergie AC utilisable et suppose qu’un seul appareil fonctionne.

Appareils électroménagers	Puissance typique	Durée d’exécution estimée
Routeur Wi-Fi	15W	Environ 184 heures
Groupe d’éclairage LED	50W	Environ 55 heures
Ventilateur électrique	60W	Environ 46 heures
Ordinateur portable	65W	Environ 42 heures
Télévision LED	100W	Environ 27 heures
Charge de fonctionnement du réfrigérateur	120W	Environ 23 heures
Four à micro-ondes	1200W	Environ 2,3 heures
Bouilloire électrique	1500W	Environ 1,8 heure

Ces chiffres montrent pourquoi une batterie LiFePO4 de 12,8V 300Ah peut supporter des appareils à faible consommation bien plus longtemps que les équipements de chauffage ou d’autres charges à haute résistance.

Temps d’exécution pour un groupe de charges essentielles

Lors d’une panne de réseau, plusieurs appareils peuvent fonctionner ensemble. Considérons l’exemple suivant :

Charge essentielle	Puissance moyenne
Réfrigérateur	120W
Quatre lumières LED	40W
Routeur Wi-Fi	15W
Télévision	100W
Chargeurs de téléphone	20W
Charge combinée	295W

Durée estimée :

2765Wh ÷ 295W = environ 9,4 heures

Le temps de fonctionnement réel peut varier car un réfrigérateur s’allume et s’éteint, tandis que l’éclairage, la télévision et les dispositifs de recharge ne sont pas toujours utilisés en continu.

Les limites de l’utilisation de la puissance de l’appareil

Plusieurs facteurs, au-delà de la puissance, influencent les estimations de la durée de fonctionnement d’un appareil.

• Cycle de travail : Les réfrigérateurs et climatiseurs, par exemple, ne fonctionneront pas à pleine puissance pendant de longues périodes.

• Démarrage de la surtension : À l’exception des compresseurs et pompes, presque tous les autres appareils, pompes et moteurs, consomment une forte quantité de courant pendant une courte période lors de l’allumage.

• Puissance variable : De nombreux appareils modernes varient la quantité d’énergie consommée en fonction des exigences de la tâche.

• Consommation en veille : les téléviseurs, routeurs, onduleurs et chargeurs, par exemple, consomment de l’énergie entre deux utilisations.

Conditions environnementales : Des températures ambiantes élevées peuvent augmenter le temps de fonctionnement du réfrigérateur ou du système de ventilation.

Pour les appareils à charges variables, la consommation d’énergie quotidienne en wattheures ou kilowattheures est souvent plus utile que la puissance nominale.

Puissance de sortie et adaptation de l’onduleur

Le SD-12300LFPJ1 est décrit avec une charge continue maximale et un courant de décharge allant jusqu’à 200A. À 12,8V, cela correspond à une sortie théorique en courant continu de :

12,8V × 200A = 2560W

Cependant, le tableau des paramètres techniques indique également un courant charge/décharge de 100A. Cela indique un courant de fonctionnement attendu de 100A et un courant continu maximal de 200A. Le courant de fonctionnement final doit être confirmé dans la fiche technique approuvée avant de faire un choix sur l’onduleur.

Les considérations suivantes doivent être prises en compte pour le système :

• Tension de l’onduleur : L’onduleur doit être destiné à un système de batterie LiFePO4 de classe 12V.

• Sortie continue : La charge totale des appareils doit être dans les limites de la batterie, du BMS, de l’onduleur et des câbles.

• Capacité de surtension : L’onduleur doit être capable de gérer les courants de surtension pour le démarrage des réfrigérateurs, pompes et moteurs.

• Dimensionnement des câbles : Des câbles courts et de taille appropriée doivent être utilisés pour le courant continu élevé afin de réduire la chaleur et la chute de tension.

• Protection du circuit : Il doit y avoir un fusible et/ou un disjoncteur approprié ainsi qu’un moyen d’isolation du circuit dans le circuit continu.

Utiliser un gros onduleur n’augmente pas l’énergie de la batterie. Il ne permet que l’utilisation de charges de plus haute puissance, ce qui peut accélérer la décharge de la batterie.

Facteurs qui réduisent la durée de fonctionnement de la batterie

Les conditions suivantes devraient diminuer la capacité effective de la batterie LiFePO4 12,8V 300Ah.

• Basses températures : Le débit sera probablement limité à basse température ambiante.

• Courant élevé : La résistance interne d’une batterie provoque une chute de tension aux bornes. Plus la consommation de courant est importante, plus la chute de tension est importante.

• Cycle de la batterie : La capacité totale perd la batterie en déchargeant.

• Câbles à longue durée : Des câbles plus longs que recommandés entraîneront une résistance accrue et des pertes accrues.

• Pertes en veille de l’onduleur : Les onduleurs consomment de l’énergie en l’absence de charge.

• Paramètres de protection BMS : Selon le BMS, la batterie peut être déconnectée avant que sa capacité complète ne soit utilisée.

Le SD-12300LFPJ1 a une plage de température de fonctionnement de 0°C à 50°C et une décharge de -20°C à 60°C. Le SD-12300LFJ1 doit être utilisé dans un environnement contrôlé.

Utilisation d’une batterie dans un système de stockage solaire

Une batterie LiFePO4 de 12,8V 300Ah offre la flexibilité de stocker l’excès d’énergie PV pour une utilisation en soirée, lors des journées nuagées, pendant les heures de pointe ou en secours.

Un système conventionnel comprend les éléments suivants :

• Panneaux solaires : Le réseau photovoltaïque génère de l’électricité en courant continu en présence de lumière solaire.

• Contrôleur de charge MPPT : Le contrôleur de charge ajuste la charge solaire en fonction de la tension de la batterie.

• Stockage par batterie : Ce système utilise un module SD-12300LFPJ1 qui fournit 3840Wh de stockage d’énergie.

• Onduleur : Ce sous-système convertit l’alimentation en courant continu (CC) en courant alternatif (AC).

• Équipement de protection : Fusibles, disjoncteurs et autres dispositifs de coupure sont utilisés pour gérer le risque d’électricité.

• La quantité requise d’énergie solaire est basée sur : la consommation quotidienne d’énergie, la lumière locale du soleil et le temps de recharge souhaité compte tenu des pertes lors de la charge.

SANDISOLAR's Pensée au niveau du système

SANDISOLAR examine à l’intérieur d’un système pour évaluer les performances, dans ce cas, une batterie. Le SD-12300LFJ1 comprend une combinaison de cellules LFP, un BMS de 200A, un SPCC et une cote de protection IP21.

Il a une durée de vie de cycle spécifiée de 3000 cycles à une profondeur de débit de 80 % en conditions d’essai. Le BMS fournit une fonction de contrôle de charge pour la batterie et surveille la surcharge, la surcharge, le surcourant et d’autres conditions anormales.

Comme IP21 offre une protection limitée contre les objets solides et les gouttes d’eau tombant verticalement, la batterie est mieux adaptée aux installations intérieures ou abritées qu’à une exposition directe à l’extérieur.

Derniers mots

Une batterie LiFePO4 de 12,8V 300Ah fournit 3840Wh d’énergie nominale. En tenant compte d’une profondeur de débit de 80 % et d’un rendement d’onduleur de 90 %, environ 2765 Wh sont probablement disponibles pour les charges AC dans un scénario de planification typique.

Environ plusieurs heures de fonctionnement pour les petits appareils ménagers, ou plusieurs jours pour les petits appareils à faible consommation, sont à prévoir. Pour obtenir des estimations précises du temps de fonctionnement, la consommation réelle des appareils, les pertes de démarrage des onduleurs et des appareils, les pertes d’installation et les limites confirmées des circuits de batterie doivent être utilisées.

FAQ

Q1. Quelle est la capacité de stockage d’énergie d’une seule batterie LiFePO4 de 12,8V 300Ah ?

Dans ces conditions, cette batterie peut stocker 3840 Wh, soit 3,84 kWh.

Q2. Combien de temps une batterie LiFePO4 12,8V 300Ah peut-elle alimenter un appareil de 100W ?

La batterie peut théoriquement faire fonctionner un appareil de 100W pendant 38,4 heures. Cependant, le temps total sera nettement inférieur en raison des pertes système.

Q3. Quelle est la taille appropriée de l’onduleur pour une batterie LiFePO4 de 12,8V 300Ah ?

L’onduleur approprié doit être destiné à un système de piles 12V et respecter la limite de décharge continue.

Q4. Quelle est l’énergie AC totale utilisable pour une batterie LiFePO4 12,8V 300Ah ?

Avec 80 % de DoD de la batterie et 90 % d’efficacité de l’onduleur, l’énergie totale utilisable est d’environ 2765 Wh.

Q5. D’autres appareils peuvent-ils être alimentés en plus de ceux mentionnés ci-dessus ?

Oui, tant que la puissance combinée reste dans les limites de la batterie, du BMS, de l’onduleur et des câbles.