Jak dobrać akumulator do alarmu lub automatyki Smart Home?
Dobór akumulatora zaczyna się od ustalenia prądu, jaki system pobiera po zaniku zasilania sieciowego. W instalacji alarmowej będzie to przede wszystkim centrala, czujki przewodowe, ekspandery, komunikator, manipulator i inne urządzenia działające cały czas. W automatyce domowej podobnie trzeba policzyć kontroler, moduły, elementy komunikacyjne i wszystko, co ma pozostać aktywne podczas awarii.
Kalkulator sumuje trzy grupy urządzeń oraz dodatkowy stały pobór. Osobno można wpisać obciążenie pojawiające się tylko okresowo, na przykład syrenę, przekaźniki lub nadajnik pracujący z większym poborem. Taki prąd nie powinien być dodawany jako obciążenie ciągłe, jeżeli rzeczywiście działa tylko przez krótki czas.
Dla domyślnych danych stały pobór wynosi 426 mA. Dodatkowe 1000 mA aktywne przez 1% czasu podnosi średnią do około 436 mA. Przy 24 godzinach podtrzymania, 80% pojemności użytecznej i 15% rezerwy potrzeba około 15 Ah nominalnej pojemności, dlatego praktycznym kolejnym progiem z listy typowych wartości jest 17 Ah.
Jak kalkulator liczy wymaganą pojemność w Ah?
Podstawą jest iloczyn średniego prądu i oczekiwanego czasu podtrzymania. Jeżeli system pobiera średnio 0,436 A i ma działać przez 24 godziny, czysto matematycznie potrzeba około 10,46 Ah energii elektrycznej wyrażonej jako pojemność przy danym napięciu systemu.
Nominalna pojemność akumulatora nie zawsze jest w całości dostępna w realnej instalacji. Na wynik wpływają m.in. wiek akumulatora, temperatura, szybkość rozładowania, dopuszczalny poziom rozładowania i charakterystyka konkretnej chemii. Dlatego kalkulator ma pole „Pojemność użyteczna do obliczeń”. Przy ustawieniu 80% przyjmuje, że z nominalnych 17 Ah do konserwatywnego modelu wykorzystujemy 13,6 Ah.
Na końcu do wymaganej pojemności można doliczyć osobną rezerwę projektową. Jest ona przydatna, gdy instalacja może być później rozbudowana albo katalogowy pobór nie obejmuje wszystkich stanów pracy. Nie należy jednak mechanicznie dodawać dużego marginesu kilka razy w różnych miejscach.
Pojemność użyteczna - dlaczego 17 Ah nie zawsze oznacza 17 Ah do wykorzystania?
Wartość nadrukowana na akumulatorze opisuje pojemność w określonych warunkach testowych. W praktyce dostępna energia może być mniejsza. Akumulator ołowiowy po kilku latach pracy, w chłodnym pomieszczeniu technicznym albo rozładowywany wyższym prądem może oddać mniej energii niż nowy egzemplarz w warunkach katalogowych.
W systemie bezpieczeństwa nie warto planować podtrzymania na granicy rozładowania. Pozostawienie marginesu pozwala uwzględnić naturalne starzenie i różnice między egzemplarzami. Z drugiej strony dla konkretnej technologii, na przykład LiFePO4, dopuszczalny zakres wykorzystania może być inny niż dla klasycznego akumulatora AGM lub żelowego.
Dlatego zamiast narzucać jedną stałą wartość kalkulator pozwala samodzielnie wpisać procent pojemności użytecznej. Najlepszym źródłem są dane producenta akumulatora oraz dokumentacja centrali lub zasilacza buforowego.
Jak uwzględnić syrenę, elektrozaczep lub inne obciążenie chwilowe?
Syrena może pobierać znacznie więcej prądu niż czujka, ale zwykle nie pracuje przez całą dobę podtrzymania. Gdyby 1000 mA syreny dodać jako obciążenie ciągłe, wymagany akumulator zostałby mocno przewymiarowany. Z kolei całkowite pominięcie obciążenia może zaniżyć wynik.
Dlatego kalkulator używa dodatkowego prądu aktywnego oraz procentowego udziału czasu. Przy 1% w okresie 24 godzin zakładamy około 14,4 minuty łącznej pracy dodatkowego obciążenia. Jeżeli system ma szczególny scenariusz pracy awaryjnej, wpisz udział odpowiadający temu scenariuszowi.
Trzeba pamiętać, że średnia energetyczna nie wystarcza do oceny chwilowej wydajności prądowej. Akumulator, przewody, bezpieczniki i zasilacz muszą również poradzić sobie z maksymalnym prądem w momencie załączenia syreny lub siłownika. Do doboru źródła 12/24 V możesz wykorzystać kalkulator zasilacza 12 V i 24 V.
Przykład: czy akumulator 17 Ah wystarczy na 24 godziny?
Dla domyślnego zestawu stały pobór wynosi 426 mA. Po uwzględnieniu dodatkowego obciążenia 1000 mA działającego przez 1% czasu średni prąd rośnie do około 436 mA. Akumulator 17 Ah przy 80% pojemności użytecznej daje do modelu 13,6 Ah.
Dzieląc 13,6 Ah przez 0,436 A otrzymujemy około 31 godzin orientacyjnego podtrzymania. Oznacza to, że przy tych konkretnych założeniach 17 Ah przekracza cel 24 godzin. Nie oznacza jednak gwarancji takiego czasu po kilku latach pracy ani w każdej temperaturze.
Jeżeli po dodaniu rezerwy projektowej kalkulator wyznaczy na przykład 15 Ah, nie oznacza to konieczności znalezienia dokładnie takiego modelu. W praktyce wybiera się najbliższy wyższy rozmiar kompatybilny mechanicznie i elektrycznie z centralą lub zasilaczem.
12 V i 24 V - co dzieje się z pojemnością przy połączeniu szeregowym?
Przy dwóch identycznych akumulatorach 12 V połączonych szeregowo otrzymujemy system około 24 V, ale pojemność w Ah pozostaje taka jak pojedynczego akumulatora. Dwa akumulatory 12 V 17 Ah połączone szeregowo tworzą zestaw 24 V 17 Ah, nie 34 Ah. Podwaja się natomiast energia wyrażona w Wh.
Przy połączeniu równoległym napięcie pozostaje takie samo, a pojemności w Ah się sumują. Nie oznacza to jednak, że dowolna centrala pozwala łączyć akumulatory w dowolny sposób. Układ ładowania musi być przeznaczony do danej konfiguracji, napięcia i chemii.
Kalkulator używa napięcia do pokazania mocy i energii, ale sama zależność czasu pracy od Ah i prądu jest liczona w obrębie jednego napięcia systemu. Nie stosuj wyniku do zestawu o innej konfiguracji bez przeliczenia całego toru zasilania.
Akumulator alarmowy a UPS - kiedy użyć którego rozwiązania?
Akumulator 12 V lub 24 V współpracujący z centralą albo zasilaczem buforowym podtrzymuje bezpośrednio niskonapięciową część instalacji. UPS zwykle zasila urządzenia od strony 230 V AC i sam zawiera akumulator oraz przetwornicę. Te dwa rozwiązania mogą występować w jednym domu, ale nie są zamienne.
Dla routera, serwera, rejestratora i innych urządzeń sieciowych zasilanych z gniazdka przydatny może być kalkulator doboru UPS i czasu podtrzymania. Dla centrali alarmowej z akumulatorem 12 V właściwszy jest kalkulator na tej stronie.
Jeżeli chcesz najpierw policzyć cały pobór energetyczny automatyki, użyj kalkulatora zużycia prądu systemu Smart Home. Do akumulatora należy jednak wpisywać tylko te urządzenia, które rzeczywiście będą z niego zasilane po zaniku sieci.
Czas ładowania po awarii jest równie ważny jak pojemność
Duży akumulator może zapewnić długie podtrzymanie, ale układ ładowania musi być w stanie bezpiecznie go naładować. Jeżeli centrala ma niewielki prąd ładowania, po długiej awarii powrót do pełnej gotowości może trwać wiele godzin lub nawet dłużej. Nie każdy zasilacz buforowy jest przeznaczony do dowolnie dużego akumulatora.
Przed zwiększeniem pojemności sprawdź maksymalną pojemność dopuszczoną przez producenta, prąd ładowania, temperaturę pracy oraz sposób nadzoru baterii. Dotyczy to szczególnie modernizacji, w której nowy akumulator ma być dużo większy od fabrycznie przewidzianego.
W systemach alarmowych ważne mogą być dodatkowe wymagania dotyczące czasu rezerwy, sygnalizacji uszkodzenia i czasu ponownego naładowania. Kalkulator nie rozstrzyga zgodności z normą - służy do wstępnego bilansu energetycznego.
Najczęstsze błędy przy doborze akumulatora do alarmu
Pierwszy błąd to użycie prądu zasilacza jako rzeczywistego poboru systemu. Zasilacz 12 V 5 A może zasilać do 5 A, ale centrala z czujkami może w normalnym stanie pobierać kilkaset miliamperów. Do czasu podtrzymania potrzebny jest rzeczywisty pobór urządzeń, a nie maksymalna wydajność źródła.
Drugi błąd to liczenie całej nominalnej pojemności jako dostępnej niezależnie od wieku i temperatury. Trzeci to nieuwzględnienie komunikatorów, modułów dodatkowych lub urządzeń, które podczas zaniku sieci przechodzą w inny tryb. Czwarty to podwojenie Ah przy szeregowym połączeniu dwóch akumulatorów 12 V.
Warto też zweryfikować samą liczbę urządzeń. Jeżeli dopiero planujesz system alarmowy, pomocny będzie kalkulator liczby czujek PIR, kontaktronów i syren, a później można na podstawie dokumentacji producentów przeliczyć ich łączny pobór.
Wskazówka od KalkulatorXXL
Najlepszy wynik uzyskasz, gdy zamiast szacować pobór z pamięci spiszesz prąd centrali, ekspanderów, komunikatora i czujek z dokumentacji. Potem dodaj scenariusz aktywny osobno i zostaw świadomy margines na starzenie akumulatora oraz przyszłą rozbudowę.
Zobacz cały plan Smart Home
Ten kalkulator jest częścią większego pakietu. W Akademii Smart Home znajdziesz ścieżkę od planowania funkcji i infrastruktury po energię, bezpieczeństwo, monitoring i dobór urządzeń.