Что значит автономный аккумулятор

Про аккумуляторы и их виды

Свинцово-кислотные аккумуляторы

Аккумуляторы это самая больная тема для альтернативщиков. По началу многие ставят обычные свинцово-кислотные автомобильные аккумуляторы так-как они самые дешевые. При этом опять-же экономят и ставят малое количество АКБ, в следствии чего аккумуляторы быстро умирают от сульфатации пластин из-за частых разрядов в ноль.

Так-же происходит и у меня, за год эксплуатации аккумуляторы потеряли половину емкости, значит протянут они еще около года, а потом придется менять. Вообще автомобильные аккумуляторы совсем не подходят для эксплуатации в ветро-солнечных системах, так-как им противопоказан глубокий разряд и постоянный недозаряд. Даже в автомобилях они особо долго не живут, хотя там все условия, и разряд небольшой, и постоянная зарядка от генератора.

Что-же делать чтобы не выкидывать каждые два-три года деньги на новые аккумуляторы. Ну во-первых если все-таки использовать дешевые автомобильные аккумуляторы то надо увеличить емкость чтобы в процессе эксплуатации они не разряжались больше 30% от полной емкости. Например если аккумулятор 12вольт 60А/ч, то он может заряд-разряд =720ватт энергии, но брать с него стоит не больше 250ватт, и после разряда его желательно как можно быстрее зарядить до конца.

Так-же можно перейти на специальные аккумуляторы, которые терпят глубокий разряд до 80% , это специальные аккумуляторы рассчитанные на работу с глубокими разрядами, например тяговые АКБ которые часто используются на погрузчиках, или специальные для резервных и автономных источников электроэнергии. Но цена таких аккумуляторов примерно в три раза выше автомобильных и получается то на то и выходит, просто в случае использования автомобильных замена чаще.

Никель-кадмиевые щелочные аккумуляторы.

Еще вариант это никель-кадмиевые щелочные аккумуляторы. Эти аккумуляторы служат по долгу даже 20 лет для них не предел, но опять но. Оказывается щелочные аккумуляторы не принимают заряд малым током, поэтому если например пасмурный день и от СБ всего 1-2А, то в аккумуляторы вообще ничего не придет. Так-же из-за большого внутреннего сопротивления КПД щелочных аккумуляторов 55-60%, то-есть при зарядке 40% энергии будет тратится впустую — на разогрев и кипение щелочи. Долголетие и большое количество циклов заряд-разряд этих аккумуляторов большое преимущество, но вот такие потери при заряде сводят на нет их преимущество.

Литий-железо-фанфарные аккумуляторы.

Самый оптимальный выход это литий-железо-фосфатные аккумуляторы. Сейчас этот тип аккумуляторов набирает широкую популярность, сначала у электровелосипедистов и электромобилистов, а теперь в связи с тем что значительно подешевел и у альтернативщиков.

Преимущество lifepo4 аккумуляторов это во-первых то что им наоборот только в пользу для долголетия постоянный недозаряд и недоразряд. Так-же производители обещают как минимум 1500 полных циклов заряд-разряд с потерей емкости не более 20%, а в общем до 10000 циклов в зависимости от типа аккумуляторов и производителя. Так-же и срок эксплуатации свыше 20 лет. Еще эти аккумуляторы не нуждаются в обслуживании, и весят при той-же емкости в два раза меньше свинцово-кислотных. И из-за малого внутреннего сопротивления КПД этих аккумуляторов при заряде и разряде до 99%.

Вот некоторые цифры для сравнения. Самый дешевый свинцово-кислотный автомобильный аккумулятор емкостью 1Кв стоит около 5000рублей и умирает через 3 года в ветро-солнечных системах. Специальные аккумуляторы стоят в три раза дороже, и служат 5-8 лет, качественные чуть подольше при бережной эксплуатации. Lifapo4 стоят в среднем 10000-15000рублей за 1Кв емкости, но служат гораздо дольше и в ходе эксплуатации от них можно выбирать всю емкость и делать это всегда.

Ведь в электромобилях так и делают, да и к тому-же там условия жесточайшие, огромные токи отдачи, зарядка мощными зарядными, и у них аккумуляторы служат годами. Из реальных фактов есть электромобильсты отьздевшие по 6 лет и более и за это время их аккумуляторы потеряли всего 2-3% емкости, а даже специальные свинцово-кислотные теряют половину и более емкости из-за сульфатации пластин.

Производители же советуют заряжать и разряжать lifepo4 аккумуляторы небольшими токами, а так-же чем меньше цикл разряд-заряд тем больше циклов отработают аккумуляторы без существенной потери емкости. Иными словами если не высаживать аккумулятор до конца и не заряжать до конца то он отработает гораздо больше своих минимальных 1500 циклов. Так-же аккумуляторы этого типа оснащены обязательными контроллерами что можно сказать исключает быстрый выход из строя этих аккумуляторов из-за неправильной эксплуатации, или короткого замыкания.

Источник

Доказано: большой аккумулятор не гарантирует высокую автономность смартфона

Время автономной работы — важный критерий при покупке любого нового смартфона. Редакция портала Android Authority делает всё возможное, чтобы на практике проверить автономность каждого устройства. Тем не менее иногда кажется проще обратиться к характеристикам смартфона, взглянуть на ёмкость аккумулятора и сделать вывод о времени работы на основе этих цифр. И часто это приводит к тому, что пользователей разочаровывает короткое время автономной работы от, казалось бы, гигантского элемента питания на 4 000 мАч, или, наоборот, приятно удивляет, как долго может проработать крошечная батарея внутри таких смартфонов, как Pixel 3a или iPhone SE.

Ёмкость аккумулятора в мАч — относительно бессмысленный показатель, если рассматривать его отдельно. Срок автономной работы на самом деле представляет собой очень сложный пазл с огромным спектром аппаратных и программных переменных. В своей статье авторы Android Authority попытались разобраться, почему вы не должны опираться на ёмкость аккумулятора как на единственный показатель продолжительности автономной работы.

Что вообще означает показатель мАч на аккумуляторе

Аббревиатура мАч, которая указывается в характеристиках аккумулятора, расшифровывается как миллиампер-час и означает, сколько тока в миллиамперах (мА) он может подавать в течение часа (ч). Так, батарея ёмкостью 1 мАч может обеспечить ток 1 мА в течение одного часа, а батарея ёмкостью 1 000 мАч обеспечивает ток 1 мА в течение 1 000 часов. Однако батарея ёмкостью 1 000 мАч, обеспечивающая ток в 2 мА, прослужит всего 500 часов. Конечно, смартфоны не способны проработать от батареи сотни или тысячи часов, потому что потребляемый ими ток превышает 1 мА. И чем больше показатель потребления тока вашего смартфона, тем меньше он работает от аккумулятора.

При прочих равных смартфон с аккумулятором большей ёмкости проработает без подзарядки дольше, чем тот, у кого аккумулятор меньше. Однако это случается редко, поскольку внутреннее оборудование и, следовательно, энергопотребление смартфонов сильно отличаются. Так, один смартфон может потреблять на 10%, 20%, а то и 30% больше энергии, чем другой. Уникальное аппаратное и программное обеспечение внутри каждого смартфона означает, что нет двух полностью одинаковых устройств. Вот поэтому значение ёмкости аккумулятора в мАч не даст вам никакой точной информации о сроке службы без подзарядки.

Тест: время автономной работы смартфонов в зависимости от ёмкости батареи

Прежде чем мы углубимся дальше в эту тему, давайте проведём небольшое испытание. Мы протестировали партию смартфонов с различными характеристиками и ёмкостью аккумулятора с помощью нашего внутреннего теста Speed Test G и отметили, через какое время каждая из протестированных моделей разрядилась. Надо сказать, что Speed Test G — это довольно жёсткий стресс-тест, поэтому его результаты отражают минимальное время автономной работы, на которое вы можете рассчитывать, используя смартфон по максимуму.

Тест показал отсутствие чёткой и очевидной тенденции. Можно было ожидать, что по мере увеличения ёмкости стабильно будет увеличиваться и время автономной работы, но на деле это оказалось не так.

В то время как наши смартфоны с гигантскими аккумуляторами на 5 000 и 6 000 мАч в ходе нашего экстремального стресс-теста продемонстрировали один из самых высоких показателей автономности, на самом деле дольше всех проработал Google Pixel 3a XL с аккумулятором на 3 700 мАч. Точно так же разницу в несколько минут во времени работы показали Pixel 4 XL с батареей ёмкостью 3 700 мАч и ASUS ZenFone 6 с аккумулятором на 5 000 мАч, подтверждая, что сама по себе ёмкость батареи не является гарантией высокой автономности. Наш стресс-тест не выявил прямой зависимости между ёмкостью батареи и временем автономной работы.

Возможно, самая заметная тенденция, которую выявил наш тест, заключается в том, что автономность многих смартфонов в условиях сильного стресса находится между отметкой от 3 часов 30 минут до 4 часов. Похоже, это и есть та самая золотая середина, на которую нацелены большинство производителей смартфонов. Интересно, что Google Pixel 4 с батареей на 2 800 мАч, Samsung Galaxy S20 на базе Exynos и с аккумулятором на 4 000 мАч и OnePlus 8 Pro с батареей на 4 510 мАч находятся всего в нескольких минутах друг от друга. Очевидно, что разные характеристики и программное обеспечение по-разному нагружают аккумуляторы смартфонов. Но в чём именно заключаются эти различия?

Всё зависит от того, на чём работает ваш смартфон

Аккумулятор питает всё оборудование внутри вашего смартфона — от процессора до дисплея и других компонентов, встроенных в него. И очевидно, что разные компоненты потребляют и разный объём энергии. Например, процессоры начального или среднего уровня требуют меньше энергии, чем их флагманские аналоги. Проще говоря, для более высокой производительности понадобится и больше энергии. Часто именно поэтому доступные смартфоны имеют более продолжительное время автономной работы, чем устройства премиум-класса при любой ёмкости аккумулятора. Но, как мы видели, даже флагманские смартфоны могут иметь очень разный уровень энергопотребления.

Есть несколько отличных примеров, как дополнительное оборудование расходует заряд батареи. Google Pixel 4 и его радиолокационный чип Soli являются ярким доказательством того, как дополнительная функция быстро истощает аккумулятор. ToF-камеры, мощные стереодинамики, 4K-дисплей — всё это значительно увеличивает потребление энергии. Даже такая мелочь, как зарядка стилуса S Pen на последних смартфонах Samsung Galaxy Note, негативно отражается на заряде. Да, все эти особенности делают смартфоны уникальными, но за них нужно платить.

Нынешняя тенденция к увеличению частоты обновления дисплеев играет большую роль в том, почему современные смартфоны потребляют так много энергии. Возможно, именно поэтому смартфоны серии Samsung Galaxy S20 «из коробки» имеют частоту 60 Гц, хотя технически и поддерживают 120 Гц. А режим 90 Гц в Pixel 4 связан с яркостью дисплея для экономии заряда батареи. Причина заключается в том, что чем быстрее обновляется картинка на экране, тем больше он и процессор смартфона потребляют энергии. Хотите ещё примеры? А знаете ли вы, что OnePlus 8 с аккумулятором ёмкостью 4 300 мАч и дисплеем на 90 Гц работает дольше, чем OnePlus 8 Pro с батареей на 4 510 мАч и дисплеем на 120 Гц? В целом, оба этих смартфона имеют практически идентичные характеристики, подтверждая, насколько большое влияние на время автономной работы оказывает дисплей и частота его обновления.

Время работы аккумулятора — это не только вопрос оборудования. Программное обеспечение смартфона также может влиять на время автономной работы, например, отключая фоновые приложения, чтобы снизить загрузку процессора.

Энергоёмкий 5G

Ещё одна недавняя тенденция, усложняющая зависимость между ёмкостью аккумулятора и временем автономной работы, — это запуск сетей 5G. Модемы и компоненты, обеспечивающие поддержку сотовых сетей пятого поколения, требуют больше энергии, чем аналогичное оборудование для 4G, а это означает, что батарея смартфона при работе в сетях 5G будет разряжаться быстрее. Ещё больше усложняет ситуацию тот факт, что разные 5G-модемы и чипсеты имеют разную потребляемую мощность.

Чипсеты среднего уровня со встроенными 5G-модемами, такие как Exynos 980 и Snapdragon 765G, должны потреблять немного меньше энергии, чем внешние 5G-модемы премиум-класса, используемые во флагманских смартфонах. Отчасти это может быть причиной того, что такие смартфоны, как LG Velvet и Pixel 5, отказались от энергоёмкого флагманского чипсета Snapdragon 865. Опять же, вышеупомянутые чипы имеют более низкую пиковую скорость, так что это ещё один компромисс между автономностью и производительностью.

Переход на 5G, несомненно, увеличил потребность в более ёмких батареях. Однако это зависит от того, используете ли вы на самом деле сеть 5G или 4G. Если вы пока остаётесь на 4G, то энергопотребление у вашего 5G-смартфона не будет таким высоким, как при работе в сетях пятого поколения, а время автономной работы должно соответствовать предыдущим поколениям. Опять же, всё это зависит от оборудования. Как говорит глава Redmi Лу Вейбин, переход с 4G на 5G требует как минимум на 20% больше энергии. То есть у 5G-смартфона ёмкость аккумулятора должна быть примерно на 20% больше, чтобы обеспечить такое же время автономной работы, как у аналогичной 4G-модели.

В поисках лучшего времени автономной работы

Ключевой вывод, к которому мы пришли, заключается в том, что сделать смартфон с аккумулятором, от которого он проработает целый день без подзарядки, не так просто. Производители должны учесть всё — от стоимости до оборудования, которое они собираются использовать. И чем функциональнее смартфон, тем сложнее балансировать. Большинство производителей стараются достичь баланса между ёмкостью аккумулятора и остальными характеристиками, который позволит смартфону прожить целый день при обычном режиме использования.

Наш стресс-тест не выявил прямой зависимости между ёмкостью батареи и временем автономной работы, потому что её нет. Большие аккумуляторы, очевидно, обеспечивают больше энергии для игр, но выбор производителями других комплектующих не меньше влияет на фактические показатели автономности, чем ёмкость аккумулятора. Смартфоны среднего уровня с менее энергоёмкими технологиями, такие как Pixel 3a, довольствуются маленькими аккумуляторами и при этом способны проработать без подзарядки в течение всего дня. В премиум-сегменте производители используют батареи большей ёмкости для питания таких требовательных опций, как 5G, высокая частота обновления дисплея и повышенная производительность для игр.

Конечно, время автономной работы будет зависеть и от того, как вы используете свой смартфон. У обычных пользователей, использующих браузер и соцсети, к концу дня заряд батареи смартфона будет гораздо больше, чем у мобильных геймеров.

Источник