W vs Wh (watty vs watthodiny): Vyhněte se nákladným chybám v bateriích. Jednou mi jeden úředník z Německa poslal nabídku: "Vypadá to dobře...10 kWh by to mělo pokrýt, ne?" Jednalo se o malý průmyslový chladicí agregát s kompresorem a na papíře vypadala baterie perfektně - velká kapacita, dobrá cena, připravená k podpisu - dokud nedošlo k okamžitému výpadku při prvním spuštění: spousta Wh, málo W při zátěži. A to je nepříjemná pravda: podle mých zkušeností projekty selhávají častěji kvůli záměně wattů a watthodin než kvůli chemii. Tento průvodce vám ukáže, jak rychle provést audit specifikací.
Kamada Power 12v 200Ah baterie Lifepo4
Definice po 10 vteřinách
Watty (W) = okamžitý výkon. Watthodiny (Wh) = celková energie. W rozhoduje o tom, zda se spustí. Wh rozhoduje o tom, jak dlouho bude trvat.
Pokud si zapamatujete pouze toto, vyhnete se většině drahých chyb.
Klíčové poznatky
W (watty) = výkon právě teď. Je to rychlost toku energie v daném okamžiku. Odpovídá: "Může baterie pohánět toto zařízení?" Přemýšlejte: rychlost, koňské síly, průtok.
Wh (watthodiny) = celková dostupná energie. Jedná se o energetickou kapacitu, nikoli o "výkon". Jeden z čistých způsobů, jak si to zapamatovat: 1 Wh je energie 1 W dodaná za 1 hodinu. Odpovídá: "Jak dlouho může běžet?" Přemýšlejte: vzdálenost, velikost palivové nádrže, objem.
Zlaté pravidlo: Potřebujete W pro zvládnutí zátěžové špičky (včetně rozběhový proud) a Wh aby vydržel po celou dobu. Nemůžete si "vynahradit" jedno druhým.
Srovnávací tabulka W vs Wh
| Položka | W (výkon) | Wh (energie) |
|---|
| Analogie | Rychlost vozu (mph) | Palivová nádrž (galony) |
| Klíčová otázka | Je dostatečně silná? | Je dostatečně velký? |
| Co předpovídá | Spustí / spustí zátěž? | Jak dlouho bude fungovat? |
Audit kupujícího ve 3 krocích
Krok 1 - Kontrola výkonu (kontinuální W): Pokrývá nepřetržitý výkon vaši stálou zátěž s rezervou?
Krok 2 - Kontrola uvedení do provozu (přepětí W + doba trvání): Zvládne rozběhové/spouštěcí špičky dostatečně dlouho ke spuštění motoru/kompresoru?
Krok 3 - Kontrola doby provozu (využitelná Wh × účinnost): Máte dostatek použitelný energy-under skutečné podmínky-abyste splnili svůj cíl doby běhu?
To je vše. Tři kroky. Většina "záhadných selhání" se objeví právě zde.
Sekce Nákladné chyby
Zde se projekty dostávají na vedlejší kolej - zejména v průmyslových aplikacích, zálohování telekomunikací, lehkém komerčním chlazení a přenosném napájení stavenišť. Záměr kupujícího je dobrý. Tabulka je přehledná. Výsledky v terénu jsou... bolestivé.
Past #1: Chyba "Velká nádrž, malé potrubí"
Klasika: nákup baterie s vysokou kapacitou Wh (např. 10 kWh) ve spojení se slabým výstupem střídače nebo vybíjením omezeným BMS (např. 1000 Wnebo 1 kW).
Co se stane? Systém má spoustu uložené energie, ale nedokáže ji dostatečně dodat. okamžitý výkon spustit skutečnou zátěž.
Příklady z reálného světa vidím často:
- Čerpadla (posilovač, jímka, zavlažování)
- Klimatizace / tepelná čerpadla
- Kompresory (chlazení, chladicí zařízení, vzduchotechnika)
U těchto zátěží může být rozběhový výkon několikanásobně vyšší než jejich provozní výkon. Pokud je stupeň střídače nebo maximální vybíjecí proud baterie omezen, systém se vypne, zhasne nebo se odmítne spustit.
A pokud kupujete pro aplikačního inženýra, kdo ho bude instalovat? Z této pasti se rychle stává vztahový problém. Nikdo nemá rád větu: "Musíme předělat návrh."
Past #2: Ignorování přepětí vs. kontinuálních wattů
Mnoho zátěží není zdvořilých. Jsou to nárazy.
Lednička je jednoduchý příklad, protože jí každý rozumí. Chladnička může běžet na ~150 W průměrná hodnota, zatímco kompresor cykluje, ale může dojít k prudkému nárůstu. až ~1200 W při spuštění.
Když toto chování rozšíříte na průmyslová zařízení, čísla budou vážná.
Pokud je váš bateriový systém nebo střídač dimenzován na 500 W nepřetržitě, ale postrádá skutečnou přepěťovou schopnost, dochází k jeho vypínání. Klíčovým detailem, který kupujícím uniká, je, že "přepětí" není jen číslo. Má trvání. A pod kapotou se často nachází rozběhový proud problém.
Na délce trvání záleží více, než si většina lidí myslí:
- Špičkové hodnocení, které trvá desítky milisekund je často příliš krátké na to, aby měly smysl pro spouštění motorů.
- Přepěťová odolnost, která trvá 1-3 sekundy mohou často spouštění motorů a kompresorů.
Takže když na technickém listu uvidíte "Peak 2000 W", nekývejte hlavou a jděte dál. Zeptejte se: jak dlouho bude vrcholit? Přepětí bez doby trvání je v podstatě poloviční odpověď.
Poznámka pro kupující: Zeptejte se také, jak byl testován (odporová vs. indukční zátěž). Prodejci mohou uvádět špičkový W za jednoduchých podmínek, které neodrážejí zátěž poháněnou motorem. Pokud je zátěž poháněna motorem, ptejte se na účiník a chování při rozběhu.
Past #3: Klamná představa o "kapacitě brožury"
"10 kWh" v brožuře neznamená vždy "10 kWh použitelných".
Tři běžné důvody:
- DoD (hloubka vybití): Mnoho systémů neumožňuje vybíjení 100% v běžném provozu. Dodavatel může stanovit hodnotu 100% DoD, ale doporučit 80-90% pro životnost (a záruční podmínky to mohou vynucovat).
- Účinnost měniče: Pokud dodáváte střídavý výstup, ztráty při konverzi jsou reálné. Typická účinnost měniče se pohybuje kolem 85-95% v závislosti na úrovni zatížení a konstrukci měniče.
- Teplota a snížení teploty: Chlad může snížit dostupnou energii, teplo může snížit přípustný výkon. Obojí může změnit předpokládaný výkon a záruku.
Číslo čisté kapacity je tedy užitečné, ale pouze pokud znáte podmínky, které za ním stojí. Z hlediska zadávání veřejných zakázek: chcete mít u různých dodavatelů srovnatelné výsledky, ne srovnatelné výsledky s mírně shnilými hruškami.
Jak auditovat specifikační list baterie
To je část, která odděluje "koupili jsme baterii" od "koupili jsme systém, který funguje v terénu".
4 čísla, která musíte ověřit
1) Trvalý výkon (W/kW) Zvládne systém vaše zatížení v ustáleném stavu? Pokud je vaší zátěží telekomunikační rozvaděč, je možná trvalá zátěž skromná. Pokud je to pila na staveništi nebo chladicí kompresor, záleží na nepřetržitém provozu hodně.
2) Špičkový/nárazový výkon (W/kW) + doba trvání Zvládne spouštěcí špičky? Zásadní nuance: zeptejte se "Jak dlouho?" Jednosekundový náraz není totéž co desetivteřinový náraz. Ani zdaleka ne.
Pokud je zátěž poháněna motorem, zeptejte se také:
- Bylo přepětí testováno na odporové nebo induktivní zatížení?
- Jaké předpoklady byly použity v souvislosti s účiník a inrush?
3) Jmenovitá kapacita (Wh/kWh) Teoretické maximum uložené energie. Dobré pro marketing a hrubé srovnání, ale ne pro sliby o době provozu.
4) Využitelná kapacita (Wh/kWh) - za stanovených podmínek Tuto část lidé vynechávají - a právě ona ničí projekty.
Požádejte dodavatele, aby definoval využitelnou energii s jasně stanovenými podmínkami:
- Limit DoD (např. použitelné pro 90% DoD)
- Vypínací napětí / mezní hodnoty BMS
- Teplota (např. 25°C vs. 0°C)
- Rychlost vybíjení / C-rate (změny využitelné energie při vysokém zatížení)
- Výstup střídavého proudu? Pokud ano, objasněte, zda je využitelný Wh Strana DC nebo S napájením střídavým proudem (po odečtení ztrát měniče)
Také: v lithium-iontových systémech (LFP, NMC) vynucuje BMS omezení napětí a proudu, které přímo ovlivňují využitelnou energii a výkon. To je normální. Co normální není, je to skrývat.
Zde je vzorec pro určení velikosti, který používám jako první krok:
Doba provozu (hodiny) = (využitelný Wh × účinnost) ÷ zatížení (W)
Pokud se jedná o střídavý výstup, často používám 0.85 jako konzervativní plánovací faktor. Není to pesimismus - jen to, co se stane v reálném světě, jakmile připočtete ztráty při konverzi a provozní podmínky. (zejména při vyšším zatížení nebo při méně účinných konstrukcích měničů)..
Ještě lépe: pokud dodavatel může poskytnout křivka účinnosti (nikoliv pouze jediné "špičkové" číslo), získáte přesnější odhad. Střídače mají často jinou účinnost při malém a velkém zatížení.
Poznámka odborníka: pokud dodavatel slibuje 100% účinnost, utíkejte pryč. Nebo si alespoň vyžádejte podmínky testu a křivku.
Scénáře z reálného světa: Správné dimenzování
Jsou zjednodušené, ale odrážejí způsob, jakým přicházejí skutečné RFQ.
Scénář A: Domácí záloha (lednice a router)
Profil zatížení
| Položka | Běh (W) | Spuštění / přepětí (W) | Poznámky |
|---|
| Lednice | ~150 W v průměru | až ~1200 W | Rozběh kompresoru |
| Směrovač | ~10 W | n/a | Stálé zatížení |
Požadavek: 10 hodin
Kontrola spotřeby energie (Wh): Průměrné zatížení ≈ 160 W Cílová energie ≈ 160 W × 10 h = 1600 Wh (před ztrátami)
Kontrola výkonu (W): Potřebujete Přepěťová kapacita >1200 W, plus marže.
Verdikt: A 2000 Wh baterie pouze s Výkon 600 W SELŽE. Má dostatek "nádrže", ale ne dost "potrubí".
To je nejjednodušší způsob, jak kupujícímu vysvětlit, co je W a co je Wh: energie řeší otázku "jak dlouho", výkon řeší otázku "zda se to spustí". Potřebujete obojí.
Zatížení: Kotoučová pila na 1500 W Požadavek: Vysoký výkon, krátké trvání
Zde, Na W záleží více než na Wh. Pilu nezajímá, že máte 3000 Wh, pokud střídač může dodávat pouze 1000 W trvale. Prostě nepoběží.
Verdikt: Stanovení priorit vysoký kontinuální W (často 2000 W+) s věrohodnou přepěťovou rezervou. Wh je druhořadé, pokud nepotřebujete dlouhou dobu provozu mezi nabíjeními.
Srovnání zaměřené na kupujícího, které se objevuje neustále:
- Jednotka s vysokou spotřebou Wh a nízkou spotřebou W: dlouhá doba chodu pro malá zatížení, nepoužitelné pro těžké nářadí.
- Jednotka s vysokou spotřebou W, střední spotřebou Wh: skutečně provozuje nářadí a zatížení motoru, i když je doba chodu kratší.
Scénář C: Skladování solární energie (ESS)
Zaměření: vyvažování kW (výkon) a kWh (energie) v ESS.
Běžným párováním je 5 kW / 10 kWh, zhruba a 0.5C rychlost vybíjení. Jednoduše řečeno: při plném výkonu se baterie vybije přibližně za 2 hodiny (10 kWh ÷ 5 kW = 2 h). Tento poměr často funguje pro běžné zálohování a mírnou podporu ve špičce.
Kdy můžete potřebovat 10 kW / 10 kWh?
- Úspora ve špičce, kdy jsou špičky poptávky drahé.
- Spuštění vysokého startovacího zatížení během zálohování
- Mikrosíťové aplikace, kde jsou důležité krátké události s vysokým výkonem
Správný poměr tedy závisí na tom, zda jste s omezením výkonu (problém s kW) nebo s omezenou spotřebou energie (problém s kWh). Dobří integrátoři si tuto otázku kladou včas. Ti nejlepší ji zdokumentují v návrhu - spolu s předpoklady o snížení hodnoty a matematikou doby provozu.
Kontrolní seznam RFQ: Kopírujte a vkládejte tyto otázky dodavatelům
Neptejte se jen na cenu. Ptejte se na ně, abyste kupovali správné zboží. W a Wh-a vaše srovnání tak zůstane spravedlivé.
- Jaký je trvalý jmenovitý výkon při 40 °C? Teplo může snížit přípustný výkon. Pokud specifikace platí pouze při teplotě 25 °C v laboratoři, přicházíte o riziko. Zeptejte se na snižující křivka pokud ji mají.
- Jaká je doba trvání přepětí - a jak byla testována? Je to <20 ms nebo >3 s? Tento rozdíl rozhoduje o tom, zda se motory spustí nebo vypnou. Také se zeptejte: bylo to testováno na odporové nebo induktivní zatížení?
- Je inzerovaný Wh založen na 100% DoD nebo na omezeném DoD? A co je povoleno v rámci záruky? Pokud je v záruce stanoven limit propustnosti, nechte si ho písemně potvrdit.
- Jak definujete "využitelnou kapacitu" (podmínky)? Ptejte se na: Zjistěte, zda je využitelný Wh. Strana DC nebo S napájením střídavým proudem.
- Jaká je doporučená rychlost C (nabíjení/vybíjení) a případné limity pro opakované přepětí? To má vliv na tepelný výkon, životnost cyklu a na to, zda systém může opakovaně dodávat vysoký výkon bez snížení výkonu.
Pokud na ně prodejce odpovídá jasně a důsledně, je to dobré znamení. Pokud se vyhýbá, je to také znamení - jen ne to, které chcete.
Závěr
W představuje "okamžitý výkon" - zda může zátěž spustit a skutečně běžet; zatímco "okamžitý výkon" představuje "okamžitý výkon". Wh představuje "energetickou kapacitu" - jak dlouho může nepřetržitě fungovat. Nesoulad mezi nimi nevyhnutelně vede k poruše.
Přestaňte kupovat nevhodné hotové výrobky. Kontaktujte nás, Sdělte nám své požadavky na trvalé zatížení a špičkové zatížení. Nejenže vyrábíme baterie, ale věnujeme se pečlivému návrhu optimální rovnováhy výkonu (W) a energie (Wh), abychom zajistili hladký průběh vašeho projektu již od prvního spuštění.
ČASTO KLADENÉ DOTAZY
Je 1000 W totéž co 1 kWh?
Ne. 1000 W je výkon (jak rychle je energie dodávána). 1 kWh je energie (kolik celkem). Můžete dodávat 1000 W po dobu jedné hodiny a to se rovná 1 kWh - za předpokladu ideálních podmínek. Jednotky však odpovídají na různé otázky: síla vs. výdrž.
Pokud je moje zátěž 500 W, kolik Wh potřebuji na 8 hodin?
Začněte jednoduchou matematikou: 500 W × 8 h = 4000 Wh (4 kWh) použitelné při zatížení.
Poté je upravte o ztráty a skutečné podmínky. Pokud se jedná o střídavý výkon a plánujete s účinností 0,85: 4000 Wh ÷ 0,85 ≈ 4700 Wh energie na straně baterie na čistou hodnotu ~4000 Wh v zátěži (po odečtení ztrát). Proto vás samotná "jmenovitá kapacita" může uvést v omyl.
Proč se baterie vybíjí rychleji, než je udávaná hodnota Wh?
Protože hodnocení Wh často odráží jmenovitá kapacita, ne využitelná energie při vašich provozních podmínkách. Ztráty střídače, teplotní vlivy a vypnutí BMS snižují skutečný výkon - zejména při vysokém zatížení.
Mohu řetězit baterie, abych zvýšil výkon W?
Obvykle ne. Paralelní přidávání baterií obvykle zvyšuje Wh (energie), ne W (výkon), pokud není stupeň měniče navržen tak, aby se dal škálovat. Chcete-li zvýšit W, potřebujete zpravidla měnič s vyšším výkonem nebo paralelní architekturu měniče s vhodným řízením.
Co když má moje zátěž velký náběh, ale nízký průměrný výkon?
Pak máte co do činění s problém s napájením, nikoliv energetický problém. Potřebujete dostatek přepětí W (a dobu trvání přepětí) pro spuštění zátěže, i když je požadavek na Wh malý.
Jaký je rozdíl mezi kW a kWh v návrhu ESS?
kW je dodávaný výkon (okamžitá schopnost). kWh je uložená energie (doba provozu). Návrh s vysokou kWh, ale nízkým kW může vypadat "velký", ale neuspěje při zatížení motoru nebo při úsporách ve špičce.