Quanti watt puo fornire una batteria da 50 Ah?

Tecnicamente, se stai osservando un consumo energetico relativamente basso, prendi la sua capacità (esempio: 60 Ah) e moltiplicala per 12 V per ottenere la potenza erogata per un’ora (wattora): 12 x 60 = 720 Wh. Nell’uso pratico, sarai in grado di ottenere dal 50% al 70% di quel valore prima di iniziare a vedere problemi di abbassamento di tensione. Tuttavia, tieni presente questo: una batteria per auto non è progettata per assorbimenti significativi e generalmente non si prevede che si esaurisca per più del 10-20% circa della sua capacità, durante il normale funzionamento.

Le unità di misura da conoscere

Una batteria immagazzinerà una carica elettrica tramite un processo chimico reversibile. Iniettando energia nella batteria, questa si ricaricherà, più o meno velocemente a seconda della potenza (flusso di energia) iniettata.

• Watt [W]: misura la potenza elettrica in entrata o in uscita dalla batteria, direttamente correlata alla sua velocità di carica e scarica. Una comune batteria esterna power bank tascabile, ad esempio, emetterà fino a 18 W durante la ricarica di uno smartphone.
• Wattora [Wh]: una misura della capacità totale della batteria. Moltiplicando una portata e una durata si ottiene una portata. Quindi questa misurazione indica per quante ore la batteria sarà in grado di fornire una certa potenza. Ad esempio, una batteria esterna che ha una capacità di 74 Wh, quindi sarà in grado di caricare un dispositivo per 4,11 ore con 18 W di potenza o per 7,4 ore con 10 W di potenza in uscita.
• Milli-Ampere Hour [mAh]: un’altra misura della capacità della batteria, spesso utilizzata per capacità minori come una batteria esterna – powerbank. Può anche essere convertito in Wh.

Come convertire Ah in Wh

Come suggerisce il nome, le ore Ampere sono la moltiplicazione di una corrente (Ampere) e una misurazione del tempo (ora). È quindi la quantità di carica totale accumulata quando una certa corrente (flusso di elettroni) viene raccolta in un certo tempo.

Il concetto di Amperora è però leggermente fuorviante, perché omette un dettaglio fondamentale: a quale voltaggio? In effetti, queste informazioni sono spesso indicate altrove (es. batteria 12V – 100Ah) o addirittura implicite (per batterie agli ioni di litio, la tensione media di funzionamento è 3,7V). Senza queste informazioni, è impossibile determinare la capacità della batteria e confrontarla con altri modelli.

Per calcolare la capacità in Wh, moltiplicare il valore in Ampere ore per la tensione per ottenere la capacità della batteria: P= V∙I, P∙t=(V∙I)∙t, per cui Wattora=Volt∙Ampereora. Se dunque ho una batteria da 50 Ah e 12 V, essa sarà in grado di fornire 50 x 12 = 600 Wh, cioè 600 W per 1 ora o 60 W per 10 ore, e così via.

E cosa dire riguardo i mAh?

Un milliampere è semplicemente un millesimo di ampere. Quindi puoi convertire una determinata capacità in mAh in Wh facendo: Wattora=Volt∙(milliamperora)/1000

Quindi dovrai trovare la tensione della batteria affinché il calcolo sia corretto. Per la maggior parte dei dispositivi elettronici che funzionano con batterie al litio, questo valore di riferimento sarà 3,7V.

Esempio: supponiamo di avere una batteria solare portatile che ha una capacità di 4’000 mAh e funziona con una batteria al litio da 3,7 V. La capacità in Wh è quindi: 3,7 V × (4000 mAh)/1000 = 14,8 Wh.

 

Poiché la maggior parte dei dispositivi funziona con una singola cella al litio da 3,7 V, puoi confrontare le misurazioni mAh tra loro senza problemi. Non appena si confrontano i dispositivi che funzionano con diverse fonti di alimentazione, sarà necessario convertire in Wh.

Quanto tempo ci vuole per caricare la mia batteria solare portatile?

Ora che hai imparato i concetti e le unità, puoi calcolare quanto tempo ci vuole per caricare la tua batteria solare portatile:

• tempo necessario per la ricarica [h] = capacità della batteria [Wh]
• potenza del pannello solare [W].

Tuttavia, molto probabilmente avrai a tua disposizione la misurazione della potenza di picco del pannello solare, non la misurazione della potenza effettiva che produce nelle condizioni a cui è esposto. Questo calcolo ti darà quindi il tempo minimo di ricarica, possibile solo se esposto in condizioni ottimali.

I calcoli presentati sopra consentono stime in un mondo perfetto. Sfortunatamente, sappiamo tutti che la realtà è molto più complessa e che le sottigliezze del mondo reale tendono a far divergere teoria e pratica.

Un pannello solare è sensibile a diversi fattori.

Il fattore principale è l’intensità della luce che riceve. Fortunatamente, il sole splende (più o meno) costantemente e la terra riceve 1360 W/m² al di fuori della sua atmosfera. Ma l’intensità della luce che raggiungerà la superficie terrestre può essere notevolmente ridotta e varia a seconda di;

• La posizione geografica
• La stagione
• L’ora del giorno
• L’orientamento del pannello solare rispetto al sole
• Il tempo (nuvole, umidità).

Il secondo fattore secondario, ma comunque importante, è la temperatura. Infatti, i pannelli solari vedono diminuire le loro prestazioni all’aumentare della temperatura. La temperatura del pannello solare dipenderà:

• Dall’intensità della luce che riceve
• Dalla temperatura dell’aria circostante
• Dal vento
• Se il pannello solare è ben ventilato sul retro.

Infine, alcune caratteristiche del pannello solare influenzeranno la sua potenza:

• La pulizia del pannello solare
• La scelta del materiale che riveste la cella solare
• L’età del pannello solare
• La qualità delle cellule e la resistenza al microcracking
• Le perdite ohmiche interne durante la raccolta e la trasmissione di potenza.

Perdite di conversione

Una batteria esterna portatile (powerbank) si carica storicamente con una tensione di 5V per funzionare con i protocolli USB (recentemente anche con tensioni più elevate come 9V e 12V). Tuttavia, la cella al litio richiede una tensione di circa 3,7 V. Per non danneggiare la cella al litio, è necessario convertire la tensione da 5V a 3,7V attraverso un circuito di conversione.

Quando la batteria si scarica, questo processo viene invertito e la tensione deve essere aumentata da 3,7 V a 5 V per caricare un dispositivo portatile. Questa conversione è purtroppo accompagnata da perdite e parte dell’energia immagazzinata nella batteria andrà persa.

Inoltre, quando il dispositivo si carica dalla batteria esterna portatile, dovrà abbassare la tensione per ricaricare la propria batteria, il che creerà ulteriori perdite. Queste perdite dipendono dalla qualità del circuito di controllo integrato nel prodotto. Un prodotto poco costoso sarà spesso suscettibile di un circuito meno ottimizzato.