LiFePO4 или AGM: как считать
AGM и LiFePO4 одной паспортной ёмкости — разные запасы энергии на практике. AGM 12 В 100 А·ч хранит 1 200 Вт·ч, но без потери ресурса отдаёт лишь 50 % и теряет ещё 15–25 % на больших токах (Пейкерт 1,15): котёл 120 Вт проработает 3 ч 27 мин. LiFePO4 12,8 В 100 А·ч хранит 1 280 Вт·ч, отдаёт 85 % почти без потерь (k = 1,03) и держит напряжение до конца разряда — тот же котёл работает 7 ч 49 мин. Ресурс: 400 циклов у AGM при разряде до 50 % против 3 000 у LiFePO4 при 80–90 %.
Цена за ампер-час у лития втрое выше (33 000 ₽ против 11 000 ₽ за 100 А·ч), но стоимость одного киловатт-часа, пропущенного через батарею за срок службы, у LiFePO4 в 4–5 раз ниже: 10 ₽ против 46 ₽. Поэтому для ежедневной работы (солнечные системы, частые отключения, дачи с генератором) литий окупается за 2–3 года; для резерва котла с двумя-тремя отключениями в год AGM дешевле — за 5–7 лет он состарится сам, не выработав ресурс. Масса: AGM 100 А·ч — 28–32 кг, LiFePO4 — 11–13 кг.
Ограничения LiFePO4: нужен зарядный профиль 14,2–14,6 В без «десульфатации» и «выравнивания» (старые ИБП и зарядные для свинца могут не подойти или недозаряжать), заряд запрещён при отрицательных температурах — BMS блокирует, разряд при −20 °C теряет 20–30 %; при параллельном соединении нужны батареи с одинаковыми BMS. У AGM свои: заряд не быстрее 0,15–0,2C, глубокий разряд ниже 20 % убивает за десятки циклов, ёмкость падает на 1 % на градус ниже +20 °C. Калькулятор сравнивает оба типа для вашей нагрузки: время, ток, ресурс и стоимость цикла.
Четыре типа при паспортных 100 А·ч
Полезная энергия, время работы котла и холодильника, ресурс, ориентировочная цена и стоимость киловатт-часа, прошедшего через батарею за срок службы.
Параметры типов, принятые в расчёте
Глубина разряда, экспонента Пейкерта, циклы, зарядный ток, КПД заряда — типовые справочные значения.
Классификация СБЭ по характеристикам выходного напряжения: VFI — выходное напряжение независимо от изменений напряжения и частоты на входе (двойное преобразование); VI — выходное напряжение зависит от изменений частоты на входе, но стабилизировано по напряжению (линейно-интерактивные); VFD — выходное напряжение зависит от изменений напряжения и частоты на входе (резервные).— ГОСТ Р МЭК 62040-3-2015, п. 5.3
Как считать и что проверить
- Считайте не А·ч, а полезные Вт·ч: 100 А·ч AGM — 600 Вт·ч, 100 А·ч LiFePO4 — 1 088 Вт·ч; литиевой батареи можно брать вдвое меньше.
- Частые или длинные разряды — LiFePO4 (10 ₽/кВт·ч за срок службы); 2–3 отключения в год — AGM дешевле.
- Проверьте зарядный профиль ИБП: для лития 14,2–14,6 В без десульфатации; иначе нужен инвертор с настраиваемым профилем или ИБП «для LiFePO4».
- LiFePO4 не заряжают на морозе — держите батарею в тепле; AGM теряет 1 % ёмкости на каждый градус ниже +20 °C.
Остальные режимы — на страницах серии ниже и в полном калькуляторе ИБП и аккумуляторов; сечение проводов до батарей и падение напряжения — в расчёте падения напряжения, реактивную мощность приборов — в калькуляторе компенсации.
- ГОСТ Р МЭК 62619-2020 «Аккумуляторы и аккумуляторные батареи, содержащие щелочной или другие некислотные электролиты. Требования безопасности к литий-ионным аккумуляторам для промышленных применений» — BMS, защита LiFePO4. Росстандарт. 2020.
- ГОСТ Р МЭК 60896-21-2013 «Батареи свинцово-кислотные стационарные. Часть 21. Типы с регулирующим клапаном. Методы испытаний» — ёмкость при 20-часовом разряде, циклический ресурс, заряд. Росстандарт. 2013.
- Peukert W. Über die Abhängigkeit der Kapazität von der Entladestromstärke bei Bleiakkumulatoren — зависимость отдаваемой ёмкости свинцового аккумулятора от тока разряда (уравнение Пейкерта t = H·(C/(I·H))^k). Elektrotechnische Zeitschrift, 20. 1897.
- ГОСТ Р МЭК 62040-3-2015 «Системы бесперебойного энергоснабжения (СБЭ). Часть 3. Метод определения требований к эксплуатационным характеристикам и методы испытаний» — классификация ИБП (VFI, VI, VFD), нормируемые параметры. Росстандарт. 2015.
