От небольших устройств, таких как контроллер Xbox, до более крупных устройств, таких как аккумуляторная воздуходувка для листьев или даже автомобиль, вот как узнать, сколько стоит перезарядка аккумуляторов.
Зачем рассчитывать стоимость перезаряжаемых батарей?
Вам, конечно, не обязательно рассчитывать стоимость использования перезаряжаемых батарей, чтобы ими пользоваться. Возможно, удобство от того, что вы никогда не бегаете в магазин, чтобы купить дополнительные батареи для контроллеров Xbox, достаточно велико, и вам все равно, сэкономят ли вам деньги перезаряжаемые батареи, и вы будете использовать их независимо от этого.
Но, возможно, вы подумываете купить все газонные и садовые инструменты на литий-ионных аккумуляторах, чтобы заменить ими газовые, и задаетесь вопросом, не окажется ли их подзарядка летом раз в неделю дороже, чем вы предполагаете.
Или, возможно, вы, как и мы, просто неутомимо любопытны во всем и хотели бы точно знать, сколько стоит зарядка и использование вашего дрона, воздуходувки для листьев или других устройств, работающих от аккумулятора.
Какова бы ни была ваша мотивация, выяснить, сколько стоит зарядка больших и малых аккумуляторных батарей, несложно.
Как рассчитать стоимость аккумуляторных батарей
Есть два способа рассчитать, сколько стоит зарядка аккумуляторной батареи. Один из них очень точный, поскольку позволяет измерить точное количество энергии, используемой зарядным устройством и батареей вместе взятыми — на уровне розетки. Какими бы большими или маленькими ни были накладные расходы на использование зарядного устройства, этот метод учитывает их.
Другой метод менее точен, поскольку в нем используются базовые расчеты, чтобы определить, сколько энергии требуется батареям для достижения 100% емкости. Хотя вы можете быть удивлены, насколько точными являются простые расчеты благодаря улучшению эффективности зарядных устройств и технологии батарей.
Давайте начнем с самого точного метода, если вам интересно получить точные цифры, а затем перейдем к использованию простого расчета, который поможет вам (с достаточной степенью точности) оценить использование.
Однако какой бы метод вы ни выбрали, вам понадобится важная информация. Прежде чем приступить к работе, возьмите свой последний счет за коммунальные услуги или посмотрите на сайте поставщика электроэнергии стоимость киловатт-часа (кВт/ч) в вашем регионе. На момент написания этой статьи в середине 2022 года средний национальный показатель в США составляет $0,14. Это значение мы и будем использовать.
Измерьте энергопотребление зарядного устройства в режиме реального времени
Если вы хотите получить самый простой и точный ответ на вопрос «Сколько стоит зарядка моего устройства?», вам нужно измерить само зарядное устройство в процессе использования, а не рассчитывать стоимость на основе энергоемкости одной только батареи.
Причина этого проста: Каждое использование электроэнергии влечет за собой потери в той или иной форме. Если вы когда-либо отключали зарядное устройство для телефона или ноутбука и замечали, что оно теплое на ощупь, вы испытали на себе часть этих потерь — часть электроэнергии, поступающей к зарядному устройству, излучалась в комнату в виде тепла, а не накапливалась в аккумуляторе.
BALDR B3091 US/EU Electricity Monitor
Этот простой подключаемый счетчик позволяет легко подсчитать, сколько стоит питание того или иного устройства.
У нас есть подробное руководство по измерению энергопотребления устройств и приборов в вашем доме, и мы собираемся рекомендовать тот же метод измерения прибора, который описан в этом руководстве. Мы уже много лет используем счетчик BALDR B3091 US/EU Electricity Monitor и не можем рекомендовать его для подобных проектов.
Самое приятное в BALDR B3091 то, что вы можете ввести стоимость одного кВт/ч, и он покажет фактическую стоимость энергии, а не только использованную энергию, что позволяет вам не делать никаких ручных расчетов, чтобы выяснить, во сколько вам обходится работа зарядного устройства.
Просто настройте BALDR B3091, подключите зарядное устройство и обратитесь к устройству, когда оно закончит зарядку батареи.
Для примера (и для сравнения с методикой ручного расчета, которую мы обсудим в следующем разделе) мы зарядили полностью разряженную литий-ионную батарею 6,0 Ач 40 В с помощью счетчика BALDR B3091. Согласно показаниям счетчика, зарядка батареи обошлась в $0,03. Последующие тесты по зарядке батареи после ее полного истощения дали ту же стоимость: 3 цента за заряд.
Обратите внимание, что использование BALDR B3091 или аналогичного устройства работает только в том случае, если устройство заряжается через стандартную розетку. Для таких устройств, как электромобили, которые заряжаются через специальную инфраструктуру, подключенную к дому, вам придется использовать другие методы измерения энергопотребления, описанные в нашем руководстве, например, использовать электросчетчик в качестве монитора. Или вы можете перейти к следующему шагу и использовать простой расчет, чтобы получить очень разумную оценку.
Расчет стоимости на основе емкости батареи
Хотя мы уделили много времени таким факторам, как потеря энергии, учет зарядного устройства в анализе затрат и т.д., вы можете убедиться в том, что простые ручные расчеты удивительно точны — особенно при использовании небольших батарей.
Технологии зарядных устройств и батарей постоянно совершенствуются. Большинство зарядных установок имеют высокую эффективность — 85-95%.
Для небольших батарей, зарядка которых стоит копейки, потеря 5-15% — это доли цента электроэнергии. Даже когда вы увеличиваете масштаб до аккумуляторов размером с электромобиль в диапазоне 30-100 кВт/ч, накладные потери на зарядку составляют около доллара.
Итак, независимо от размера батареи, как перейти от сведений, которые вы знаете о данной батарее, к расчету стоимости ее зарядки от разряженной до 100%?
Во-первых, вам нужно знать напряжение (В) и ампер-часы (Ач) данной батареи. Обычно они указаны непосредственно на корпусе батареи, но в тех случаях, когда у вас нет прямого доступа к батарее внутри устройства, вам придется обратиться к технической документации на устройство. Для некоторых устройств, например, контроллеров консолей, обычно указывается сила тока, но не напряжение, поэтому вам придется немного покопаться.
В некоторых случаях, например, в генераторных «электростанциях» и электромобилях, на батареях уже указана мощность в Втч или даже кВтч — если это относится к вашей батарее, вы можете пропустить этапы пересчета Втч и пересчета Втч в кВтч, если это применимо.
Однако для небольших батарей, как только вы узнаете значения V и Ah, вы можете использовать простое уравнение для определения ватт-часов (Wh) энергии, которую может вместить батарея.
V * Ah = Wh
Таким образом, в случае нашего примера с литий-ионным аккумулятором 6,0 А/ч 40 В мы получим следующие ватт-часы:
40V * 6.0Ah = 240Wh
Далее разделим ватт-часы на 1000, чтобы перевести их в киловатт-часы (это единица, по которой выставляется счет за использование электроэнергии).
240 Втч / 1000 = 0,24 кВтч
Далее мы рассчитаем стоимость. Если вы действительно хотите увеличить смету, вы можете заменить символ (1) в приведенном ниже уравнении на новое значение, обозначающее известную или предполагаемую эффективность зарядки.
Если, например, вы знаете, что зарядное устройство для электромобилей в вашем гараже имеет КПД 85% (что означает, что 15% энергии теряется в процессе зарядки), вы можете заменить 1 на 1,15, чтобы добавить 15% к количеству энергии, необходимой для полной зарядки батареи.
Но, опять же, для небольших зарядных устройств, где эффективность неизвестна, а затраты на потери являются тривиальными (даже доли цента), можете не беспокоиться об этом.
Итак, в качестве последнего шага мы умножаем значение кВт/ч на стоимость, которую мы платим за киловатт-час. В данном случае это $0,14 за кВт/ч.
0,24 кВт/ч * (1) * $0,14 = $0,0336.
Округлим это значение до двух десятичных знаков, которые отображает счетчик BALDR B3091, и получим $0,03 — те же 3 цента, которые он рассчитал для нас. Неплохо — и наши реальные измерения, и наш расчет совпадают.
Вот и все! Независимо от того, используете ли вы физический монитор, чтобы узнать стоимость зарядки батареи до копейки, или делаете небольшую прикидку на глаз, теперь вы можете узнать, сколько стоит зарядка всего — от игрового контроллера до электромобиля.
