Česká republika
Ah vs. Wh – jakou energii má Váš akumulátor?
Kdo se vyzná, ušetří. Kapacita akumulátoru a jeho energie jsou podstatně odlišné pojmy, ve kterých je třeba mít jasno.
Na každé akumulátorové baterii najdeme údaj o napětí ve voltech (V) a údaj o kapacitě v ampérhodinách (Ah). Oba jsou mnohým z Vás známé a často se s nimi setkáváte.
Kapacita akumulátoru však není totéž jako energie akumulátoru. Potřebujeme přece vědět, jakou energii dokáže náš akumulátor uskladnit – právě ta uskladněná energie je „životodárnou sílou“, pohánějící šroubovák, brusku, okružní nebo ocasní pilu – a mělo by jí být tolik, abychom dokázali efektivně pracovat, když už tedy chceme mít akumulátorové nářadí. K tomu nám údaj o kapacitě nestačí.
Energie uskladněná v akumulátoru se vyjadřuje ve watthodinách (Wh). V němčině je zaveden výraz „Energieinhalt“, v angličtině „energy content“ a u nás se používá výraz „energie akumulátoru“.
Chápu, že nemůže být každý elektrotechnikem – to ani není nutné. Stavbař i strojař potřebuje být odborníkem ve své oblasti. Mám však za to, že mnohé specializace se vzájemně prolínají a protože pracují i s elektrickým nářadím, pak je pro ně dobré vědět několik zásad, které jim při práci – a při výběru pracovních strojů – mohou být užitečné.
Tento článek je právě o tom, jak se lze seznámením s jednoduchými výpočty snadno zorientovat ve věcech tak, že výsledkem je optimalizace nákladů, koupě právě takového akumulátorového nářadí, jaké potřebujeme. To je takové nářadí, které není ani poddimenzováno a ani nemá zbytečně „přehnané parametry“. Pochopením zásad získáte bonus – znalosti zužitkujete i v každodenním životě.
Ah a Wh ve zkratce
Ampérhodina (značka Ah) se používá k vyjádření kapacity akumulátorů. Jedna ampérhodina znamená, že zařízení je schopno dodávat proud 1A po dobu jedné hodiny.
100Ah znamená schopnost dodávat proud 1A po dobu 100 hodin, 25A po dobu 4 hodin nebo i 300A po dobu ⅓ hodiny, tedy 20 minut.
Když máme akumulátory stejné napěťové platformy, umíme se zorientovat velmi snadno (obr.1). Všechny mají stejné napětí 18V a logicky předpokládáme, že za těchto podmínek nám při provádění týchž úkonů vydrží 8Ah akumulátor (C) 2x více než 4Ah (B) a 4x více než 2Ah (A).
Obr. 1. Akumulátory stejné napěťové platformy s různými kapacitami
Předpoklad je samozřejmě správný. Pro snadnou představu výdrže akumulátoru nám může posloužit šroubování šroubů akumulátorovým šroubovákem do dřeva – když s 18V/2Ah zašroubujeme 100 šroubů, se 4Ah to bude +/- 200 a s 8Ah zašroubujeme +/- 400 šroubů.
Watthodina (značka Wh) je jednotkou energie. Odpovídá práci stroje s výkonem jeden watt po dobu jedné hodiny.
Pro představu o množství naakumulované energie slouží obr.2.
Při výpočtu watthodin (když nejsou uvedeny na akumulátoru) potřebujeme trochu matematiky. Netřeba se toho bát, počty jsou velmi jednoduché.
Wh = V x Ah, tedy: watthodiny = napětí x kapacita
Příklad: Jakou má energii 18V/2Ah akumulátor?
18V x 2Ah = 36Wh
Výpočet energie akumulátorů HERMAN BL je na obr. 3.
Obr. 2. Představa o energii různých akumulátorů
Obr. 3. Výpočet energie 18V akumulátorů
Energie akumulátoru (C) je 2x větší než energie akumulátoru (B) a 4x větší než akumulátoru (A). Výsledek toho, koliknásobně více který akumulátor vydrží, je totožný jako při příkladu s ampérhodinami. Někdo si tedy může říct, k čemu jsou nám watthodiny, když nám vyšel tentýž výsledek?
Pozor!
Jakmile je však napětí akumulátorů různé, samotné ampérhodiny nám k posouzení „výkonnosti“ nestačí. U akumulátorového nářadí máme dnes několik napěťových platforem (10,8V, 14,4V, 18V, 36V...). Při jejich reálném výběru se pohybujeme ve velmi odlišných cenových hladinách – od stovek po tisíce korun za akumulátor. Bez výpočtu watthodin se neumíme správně zorientovat.
Různá napětí a různé kapacity
Právě v takových případech jsou watthodiny užitečné – ukáží nám například také to, proč akumulátory s vyššími napětími nemusí mít více energie.
Obr. 4. Příklady akumulátorů různých napětí a kapacit
Porovnání energie akumulátorů různých napětí a kapacity je na obr. 4. Můžete si snadno vypočítat, o kolik procent má který z nich větší nebo menší energii než ten vedle něj nebo porovnejte kterékoli dvojice mezi sebou. Vidíte například, že 14,4V/3Ah akumulátor má více energie než 18V/2Ah, nebo i to, že 36V/2Ah má méně energie než 18V/5Ah. A je v tom jasno.
Uvádění energie akumulátorů (Wh)
Na všech našich akumulátorech naleznete kromě údaje o napětí a kapacitě také údaj o energii (obr. 5).
Obr.5. Údaj ve watthodinách uveden na štítku našich akumulátorů
Konkurence, a to ani renomované značky, energii akumulátoru neuvádějí. Pozitivní výjimkou je v tomto případě HILTI.
Problém s tímto údajem mají všichni, kdo neuvádějí správné napětí svých akumulátorů – protože jak už víme, Wh = V x Ah.
Pokud výrobce na svém 10,8-voltovém akumulátoru uvede údaj 12V, je to technicky nesprávné. Energie akumulátoru musí vycházet ze jmenovitého napětí stanoveného normou EN 61960:2011.
Co je však horší, v důsledku uvedení tohoto nesprávného údaje bychom se mohli domnívat, že akumulátor má podstatně – až o 10% vyšší energii, než ve skutečnosti má!
Energie 10,8V akumulátoru s kapacitou 2Ah je 21,6Wh (10,8V x 2Ah = 21,6Wh).
Avšak když při výpočtu energie vycházíte z nesprávného údaje o napětí – 12V, budete se mylně domnívat, že energie akumulátoru je 24Wh (12V x 2Ah = 24Wh).
Uvádění napětí 12V/20V/40V/60V namísto jmenovitého napětí 10,8V/14,4V/18V/36V/54V, je nekorektní a zavádějící.
Uvádění energie akumulátoru jako součinu maximálního napětí a kapacity akumulátoru je lež a možná je toto ten pravý důvod, že údaj o energii najdeme jen zřídka - dvě lži na jednom produktu, to je už dost.
Při koupi akumulátoru, na kterém jsou uvedeny údaje například 40V/4Ah/160Wh si můžete s klidným svědomím ptát slevu alespoň 10%, protože skutečná energie tohoto akumulátoru je 144Wh.
Praktické využití Wh
Začněme naším nejmenším a nejlehčím akumulátorem (obr.6).
Zástrčná konstrukce se třemi Li-Ion články 10,8V/2Ah pro vrtací šroubovák AXS-1080 a také pro malý rázový utahovač AXI-1080.
Šroubovák AXS-1080 s tímto akumulátorem zašroubuje do suchého smrkového hranolu 281 běžných šroubů rozměru 4x60mm (video). Při sériovém šroubování to zručnému pracovníkovi trvalo 21 minut a 4 vteřiny. V praxi se však potřeba sériového šroubování téměř 300 šroubů vyskytuje málokdy. O výběru vhodné platformy pro potřebné účely si povíme v některém z dalších článků. Nyní se však vraťme k watthodinám.
Obr. 6. Li-Ion akumulátor HERMAN BL 10,8V/2,0Ah
Šroubovák AXS-1080 vs. 281 šroubů
Příklad: Energií 21,6Wh jsme zašroubovali 281 šroubů. Kolik šroubů zašroubujeme jednou jedinou watthodinou energie?
281 šroubů / 21,6Wh = 13 šroubů
Příklad: Máme šroubovák s akumulátorem 36V/2Ah. Již víme, že jeho energie je 72Wh (36V x 2Ah = 72Wh). Kolik šroubů zašroubujeme tímto šroubovákem a takovým akumulátorem?
1Wh = 13 šroubů
72Wh = 72 x 13 = 936 šroubů
Snadno nyní vypočteme, že s akumulátorem 18V/5Ah, který má 90Wh, zašroubujeme 1040 šroubů. A můžeme si vypočítat i čas. Pracovník zašrouboval 281 šroubů za 21 minut a 4 vteřiny, tj. 4,49 vteřin/1 šroub. Kdyby dokázal udržet toto tempo s 1040 ks šrouby, trvalo by mu to téměř 80 min. Všichni víme, že tempo by nevydržel, takové sériové práce nejsou každodenní záležitostí a akumulátor se rychlonabíječkou nabije za 40 minut.
Pro takový případ logicky není nutné kupovat 5Ah akumulátor, který je nejen podstatně dražší, ale také těžší. Rozdíl v hmotnosti je výrazný: 10,8V/2Ah akumulátor váží 181 gramů a 18V/5Ah 652 gramů. A kdo s nářadím pracuje často, ví velmi dobře, jak hmotnost nářadí ovlivňuje komfort při práci.
Při takovém pohledu se tedy vynořuje množství otázek, co je vhodné a co ne. Tímto způsobem si můžeme na „počet zašroubovaných šroubů“ rychle přepočítat energii jakéhokoli akumulátoru. Příklad byl použit pro názornost, podobně si umíme přepočítat jiné rozměry šroubů do jiných materiálů, přepočítat počet otvorů vyvrtaných akumulátorovým SDS-plus kladivem, délku odříznuté OSB desky například okružní pilou nebo cokoli jiného.
Faktory ovlivňující korektnost výše uvedených výpočtů:
Pokud chceme být důslední, musíme říci, že uvedené výpočty vycházejí z našeho modelového testu za konkrétních podmínek. Existuje celá řada faktorů, které mohou relativně výrazně ovlivnit výsledek, pokud byste se chtěli pokusit náš test zopakovat ve svých podmínkách, které se od našich zcela jistě budou lišit. Klíčovým je například účinnost stroje. Dalšími faktory jsou: stav akumulátoru, venkovní teplota, teplota motoru šroubováku, nerovnoměrná tvrdost podkladového materiálu, rozdíl mezi technikou šroubování, na kterou má vliv únava člověka nebo jiný způsob práce a pod. Tyto (a i jiné) vlivy se projevují vždy a v tomto článku jsme je zanedbali, avšak v praxi důležité jsou. Cílem úvahy však bylo nastínit metodiku, která nám s poměrně velkou přesností pomůže zvolit ten správný akumulátor pro konkrétní aplikaci.
A teď už nepracujme - pojďme na dovolenou
Je horké léto. Na cestu si vezmeme autochladničku. V autě máme akumulátor 12V/60Ah, na štítku chladničky je uveden údaj: příkon 48W. Během jízdy alternátor průběžně dobíjí akumulátor, ten dodává energii do autozásuvky, kam je připojena chladnička. Pohoda, cesta ubíhá, těšíme se.
Večer se ubytujeme na půli cesty, lednici necháme připojenou v autě. Ráno nás čeká nepříjemné překvapení, kdy neumíme auto ani otevřít dálkovým ovládáním. A divíme se, co se stalo.
Pojďme počítat:
12V x 60Ah = 720Wh, příkon autochladničky je 48W.
720Wh / 48W = 15 hodin
Akumulátor byl schopen dodávat energii 15 hodin. Podíváme na hodinky - zaparkovali jsme včera v 18:00 a nyní je už 9:00. Přesně 15 hodin. Akumulátor se určitě úplně vybil – až tak, že neumíme otevřít ani dveře. Docela pěkný začátek dovolené – co řeknete?
Vám to ovšem už nehrozí. Víte, jak se počítají watthodiny a dáte si pozor. Chladničku si určitě koupíte s kombinovaným napájením a večer ji odnesete na pokoj a připojíte do elektrické sítě.
Klíčová slova: Ah, Wh, kapacita akumulátoru, energie akumulátoru, ampérhodina, watthodina
Zdroje:
Interní technické a školicí materiály společnosti HERMAN
Ing. Herman Nagypál
Vystudoval jsem vojenskou školu, obor letecká elektrotechnika. S nářadím a nástroji jsem se naučil pracovat už v dětství s tátou na stavbě rodinného domu. Každý náš nový produkt testuji i osobně - vlastníma rukama ve své dobře vybavené dílně. Ve volném čase se rád proháním na motorce po rumunských horských průsmycích. Kromě toho studuji trendy v oboru a rád si vyzkouším i konkurenční produkty. Nad některými se pousměju, nad některými se divím (že se někdo dal nachytat a koupil to) a některé jsou fakt dobré. Skoro jako naše 😊.
Děkujeme, recenze byla přidána
Neodpověděli jste správně na otázky z článku
Vladimír –
Zahrnuté vše co jsem hledal ,ani UPC neuvádějí wh
Igor Sabán –
Tohle jsem vzdycky takhle prepocitaval a nikdo mi nedal nikdy uspokojivou odpoved, akorat u monoclanku LiON jsem porad uvazoval zda jde o nominalni kapacitu 3.7V / 4.07V nebo 5V po step up menici na USB
Bognár Szabolcs –
Jó, jó, de egy lényeges adat lemaradt, enélkül meg fél karú óriás a cikk.
Nevezetesen, hogy az akkumulátoroknak kisütési áramuk is van, és fontos, úgy a használat mint az ár szempontjából.
(Maximum continuous current vagy Continuous discharge)
Például most nagy vita megy az Aliexpress-en, Ebay-on sőt Amazonon megjelent 120Ah-ás 12V-os akkumulátorokról, hogy létezhetnek-e egyáltalán ebben a méretben és pláne ebben az árban?
https://www.aliexpress.com/w/wholesale-120ah-lithium-battery-12v.html
Rengeteg féle márka és több üzlet ajánlatában is 16-18 ezer ft-ért árulja.
Ugyanakkor 4-5x ekkora méretben szintén kapható 200-300 ezer ft-os áron 12V-os és 120 vagy 150 Ah-ás Li akku.
https://www.aliexpress.com/item/1005006728964599.html
A magyarázat, hogy a drágábbnál dedikáltan 200A-es áramat ki lehet belőle venni.
Sok "öreg" szerint akik már mindent IS láttak a világból, kamu az összes olcsó 120 Ah-ás . Akik meg rendszeres vásárlók és ismerik az oldalt, állítják, hogy lehetetlen, mert az Aliexpress és Ebay nagyon szigorú az eladókkal. Lehet 1-1 boltnál elírás, hibás adat, de ennyiféle márka és bolt nem merne hazudni mert a reklamációk miatt kihajítanák és megbüntetnék őket. Nem mellesleg a vásárlók mindenhol 5 csillaggal díjazták, tehát ennyi ember nem tévedhet.
Dobré, dobré, ale vynechala se jedna důležitá informace, bez které by byl článek poloviční obr.
Přeložit text Zobrazit originálA sice, že baterie mají i vybíjecí proud a to je důležité, jak z hlediska použití, tak i ceny.
(Maximální trvalý proud nebo nepřetržitý výboj)
Například o 120Ah 12V bateriích zveřejněných na Aliexpressu, Ebay a dokonce i Amazonu se nyní vede velká debata, zda vůbec mohou existovat v této velikosti a hlavně za tuto cenu?
https://www.aliexpress.com/w/wholesale-120ah-lithium-battery-12v.html
V nabídkách mnoha různých značek a obchodů se prodává za 16 000-18 000 HUF.
Současně je k dispozici 12V a 120 nebo 150 Ah Li baterie také ve 4-5x stejné velikosti za cenu 200-300 tisíc stop.
https://www.aliexpress.com/item/1005006728964599.html
Vysvětlení je, že z toho dražšího lze vytáhnout proud 200A.
Podle mnoha "starých lidí", kteří viděli všechno na světě, jsou všechny ty levné 120 Ah falešné. Ti, kteří jsou pravidelnými zákazníky a stránky znají, tvrdí, že je to nemožné, protože Aliexpress a Ebay jsou na prodejce velmi přísné. Na prodejnách 1-1 může dojít k překlepu nebo nesprávným údajům, ale tolik značek a obchodů by se neodvážilo lhát, protože by byly kvůli reklamacím vyhozeny a potrestány. Mimochodem, všude ho zákazníci oceňovali 5 hvězdičkami, takže se tolik lidí nemůže mýlit.
Bakos György –
Nagyszerű az írás. Ha lehet én is teszek fel egy kérdést. :400V 2AH 40B2 es Litium akksi mennyi ideig ad energiát, egy kerti kocsihoz?
Előre is köszönöm a választ.
Psaní je skvělé. Pokud mohu, také se zeptám. Jak dlouho poskytuje 400V 2AH 40B2 lithiová baterie energii pro zahradní vozík?
Přeložit text Zobrazit originálPředem děkuji za odpověď.
Odpověď:
Köszönjük kérdését. Valószínűleg 40V-os akkumulátorra gondolt, nem pedig 400V-osra.
Ahhoz, hogy pontosan ki tudjuk számolni a tartósságát, ismernünk kellene a kocsi teljesítményfelvételét wattban, ideális esetben terhelés alatt, hogy pontosabb legyen az eredmény.
René –
Jsem myslel že od toho tady jsou prodavači. Takže zákazník se má naučit aby věděl co si koupit a prodavač je placený aby řeč nestála? Skvělá strategie...
Szabó Imre –
Üdvözlöm. .
Egy elírást találtam. a 4. ábrán 18vx5Ah=90Wh, viszont a video alatt a csvarozási résznél 80Wh van írva.
vítám tě. .
Přeložit text Zobrazit originálNašel jsem překlep. na obrázku 4 je 18vx5Ah=90Wh, ale pod videem je u šroubovací části napsáno 80Wh.
Odpověď:
Köszönjük szépen a figyelmeztetést, kijavítottuk a hibát.
Jakub –
Ďakujem za poučenie. Veľmi profesionálne vysvetlené. Odporúčam si prečítať článok.
Ján Francisci –
Perfektne vysvetlené. Zrozumiteľne.
Anastázia Haalová –
Dalsi z tych kvalitnejsich a obohacujucich clankov...super robotka
Csaba Kiss –
Hasznos volt!
Bylo to užitečné!
Přeložit text Zobrazit originálRJ –
Zajímavé čtení.
Ludvík Polnický –
Zajímavý článek, jednoduché a praktické příklady.
Zdeněk Vokolek –
Opravdu vyčerpávající výklad a pravdivý
Štefan Kuba –
Spoločnosť HERMAN ja pre našu firmu spoľahlivý a korektný partner. Vedia poradiť a ich pracovníci sú skratka na úrovni.
JB –
Dobrý den,
článek je hezky napsaný, ale už i na této úrovni je potřeba říci ještě tři věci:
1) akumulátory se nikdy nevybíjejí "do nuly" (jedním z hlavních důvodů je výrazné snížení životnosti). Obvykle by mělo v akumulátoru vždy zůstat cca 20% kapacity (přesné procento záleží na typu, provedení, výrobci ... atd).
2) Postupným vybíjením klesá napětí na akumulátoru, což u některých přístrojů omezuje použitelnost (svítilna svítí slaběji, šroubovák ztrácí moment ("šroubovací sílu"), atd ...). Opět velmi závisí na konkrétním přístroji, typu a provedení akumulátoru.
3) Ani kapacita akumulátoru není zcela konstantní, ale závisí na způsobu použití. Kapacita závisí především na odebíraném proudu (obecně při vyšším odběrovém proudu bude kapacita nižší) a na okolní teplotě (v chladu může být i poloviční). Proto se dělají různé typy akumulátorů a baterií a bývá to na nich i uvedeno (např: autobaterie musí vydržet extra vysoký proud při startování motoru, záložní baterie do hodin naopak velmi malý proud po velmi dlouhou dobu). Toto hezky demonstruje slavný "králíček Duracell", který bubnuje "až 12krát déle" protože má vhodně zvolený typ baterie ... ;-)
V reálném životě samozřejmě nemá smysl dělat přesné výpočty, ale například u autochladničky bych nikdy nespotřebovával více jak polovinu kapacity autobaterie ...;-)
Zdravím,
JB
Odpověď:
Ďakujeme za pripomienky a určite ich zapracujeme do článku na tému " Ako predĺžiť životnosť akumulátorov", ktorý pripravujeme pre najbližšie týždne.
Martin –
Přínosné a vysvětleno srozumitelně.
Mgr. Marian –
Som spokojný z vecami od Hermanu
Ján Štrba –
Poučné, ďakujem.
Vlastimil Černý –
Mám rád lidi, kteří vědí, co říkají.
Martin Rišian –
Veľmi dobré naradie