Quante batterie sono necessarie per un inverter da 5.000 Watt?

Spesso abbiamo bisogno di una riserva di energia, soprattutto nelle aree rurali, nel settore automobilistico o durante le campagne. Le batterie svolgono un ruolo fondamentale in questi casi.

Sono inoltre essenziali nei sistemi solari off-grid o ibridi. In queste situazioni si utilizzano spesso inverter da 2000, 3000 e 5000 watt.

La maggior parte delle persone commette errori nel dimensionamento delle batterie per questi inverter.

 

Questo articolo vi dirà quante batterie sono necessarie per un inverter da 5000 watt. Per farlo, vi forniremo due esempi di batterie al litio e al piombo.

Seguendo questa guida, è possibile anche dimensionare la batteria per ottenere una maggiore potenza. Ci auguriamo che questa guida chiarisca le idee sbagliate di molte persone. Restate con noi e leggete attentamente questo articolo.

Quante batterie sono necessarie per un inverter da 5000 watt?

Il dimensionamento della batteria per un inverter è sempre una fase critica. La maggior parte delle persone sbaglia, soprattutto nella scelta del voltaggio corretto della batteria.

Per un inverter da 5000 watt, è necessario valutare attentamente le dimensioni della batteria.

Non preoccupatevi! È sufficiente conoscere alcuni fattori tecnici. In generale, i fattori più critici sono la tensione della batteria, la capacità, il tasso C e il tipo di batteria.

Perché è necessario scegliere una batteria a tensione più elevata?

Sappiamo tutti che P (potenza) è uguale al prodotto di V (tensione) e I (corrente), P = VI.

Ciò significa che una tensione maggiore richiede una corrente minore, mentre una tensione minore richiede una corrente maggiore. Verifichiamo il seguente esempio:

L'energia solare residenziale varia in genere da 250W a 450W.

Per semplicità, usiamo 400W come potenza. Per il confronto prendiamo in considerazione sia le batterie da 12 che quelle da 48V. Per ulteriori chiarimenti, si veda quanto segue.

 

400W/12V = 33,3A ≈ 34A, che necessita di un regolatore di carica da 40A

400W/48V = 8,3 A ≈ 9Ache necessita di un regolatore di carica da 10A, più economico.

 

Possiamo notare che, utilizzando una batteria a tensione più elevata, è possibile risparmiare una quantità significativa di denaro.

Soprattutto, è efficiente e produce meno calore.

Caratteristiche	Batterie ad alta tensione (48V)	Batterie a bassa tensione (12 V)
Manipolazione attuale	Richiedono correnti più basse a parità di potenza erogata	Richiedono correnti più elevate a parità di potenza erogata
Componente	Consentire l'uso di regolatori di carica e fusibili più piccoli	Richiedono regolatori di carica e fusibili di maggiore potenza
Costo	Il costo iniziale potrebbe essere più elevato	Il costo iniziale è inferiore
Efficienza	Spesso più efficiente nella trasmissione di potenza	Possono verificarsi perdite più elevate nella trasmissione di energia
Scalabilità	Offrono una maggiore scalabilità per i sistemi più grandi	Minore scalabilità per i sistemi più grandi
Sicurezza	La gestione di correnti ridotte riduce i rischi di surriscaldamento.	Correnti più elevate possono generare calore, con maggiori rischi per la sicurezza.

 

Due fattori importanti da considerare quando si dimensiona la batteria

Quando si dimensiona la batteria, bisogna considerare due fattori principali: la tensione e la capacità della batteria. Questi due parametri aiutano a determinare le dimensioni corrette della batteria. Ne parleremo brevemente più avanti. Prima di ciò, cerchiamo di capire le basi di questi due parametri.

 

La tensione è la differenza di potenziale tra due punti. Semplicemente, è la forza che spinge le cariche elettriche lungo un conduttore (filo o batteria).

Le scelte più comuni per le batterie degli inverter sono 12V, 24V e 48V. Quando si sceglie la dimensione della batteria, è sempre meglio optare per la tensione più alta. Consigliamo una batteria da 48 V perché è efficiente, economica e sicura.

 

D'altra parte, la capacità è la quantità di carica elettrica che una batteria può immagazzinare ed erogare in un determinato periodo.

Ad esempio, una batteria da 100 Ah può erogare 100 A in 1 ora, 20 A in 5 ore e 1 A in 100 ore.

Il tasso C misura la velocità con cui una batteria può essere caricata o scaricata rispetto alla sua capacità.

Ogni batteria ha un tasso C consigliato. Una tipica batteria agli ioni di litio ha un tasso C di 1C, mentre una batteria al piombo acido ha solo 0,2C. Osserviamoli numericamente.

 

100Ah x 1C = 100A [Batteria agli ioni di litio]

100Ah x 0,2C = 20A [Batteria al piombo]

 

Una batteria agli ioni di litio da 100Ah deve essere caricata e scaricata a un massimo di 100A. D'altra parte, una batteria al piombo da 100Ah mostra una corrente di 20A, che è significativamente inferiore. È ancora possibile prelevare 100A da una batteria al piombo, ma la batteria non durerà a lungo; si genererà calore e si deteriorerà più rapidamente. Inoltre, non sarebbe possibile estrarre 100Ah perché molta energia viene persa in calore.

Batteria al litio: quante batterie sono necessarie per un inverter da 5000 watt?

La batteria agli ioni di litio è una batteria ricaricabile. Utilizza ioni di litio come mezzo principale di trasferimento dell'energia.

Offrono un'elevata densità energetica. Inoltre, le batterie agli ioni di litio offrono anche tassi di autoscarica relativamente bassi.

Queste batterie sono note per la loro lunga durata e sono anche sorprendentemente leggere.

Durano più a lungo di molti altri tipi di batterie e si può contare sulla loro durata. È importante ricordare che il loro costo è superiore a quello delle batterie al piombo.

Scopriamo quante batterie agli ioni di litio possono essere necessarie per far funzionare un inverter da 5000 watt. Per questo esempio, prendiamo batterie al litio da 100Ah e 48V.

 

5000W / 48 V = 104,2 A [La corrente che assorbirà]

100Ah x 1C = 100A [Tasso di carica e scarica della batteria agli ioni di litio da 100 Ah].

104,2A / 100A = 1,04 ≈ 1 Batteria

Configurazione della batteria

È possibile utilizzare un rack per server da 48V 100Ah. Tuttavia, è possibile utilizzare anche diverse batterie cablate, come quattro batterie da 12 V 100 Ah in serie.

Per questo esempio funzionano anche due batterie da 24V 100Ah in serie.

Allo stesso modo, se si utilizza un'altra batteria da Ah, è possibile eseguire gli stessi calcoli per trovare il numero di batterie.

Nella tabella seguente abbiamo reso il tutto più facile da gestire.

 

Capacità della batteria	Tasso C	Velocità di carica e scarica	Numero di batterie per inverter da 5000 W
ioni di litio 40Ah	1C	40Ah x 1 C = 40A	5000W / 48V / 40A = 2,6 ≈ 3 batterie
ioni di litio 70Ah	1C	70Ah x 1 C = 70A	5000W / 48V / 70A = 1,5 ≈ 2 batterie
ioni di litio 100Ah	1C	100Ah x 1 C = 100A	5000W / 48V / 100A = 1,04≈ 1 Batteria
ioni di litio 135Ah	1C	135Ah x 1 C = 135A	5000W / 48V / 135A = 0,8 ≈ 1 Batteria
ioni di litio 150Ah	1C	150Ah x 1 C = 150A	5000W / 48V / 150A = 0,7 ≈ 1 Batteria
ioni di litio 200Ah	1C	200Ah x 1 C = 200A	5000W / 48V / 200A = 0,5 ≈ 1 Batteria

 

Batteria al piombo: quante batterie sono necessarie per un inverter da 5000 watt?

Anche la batteria al piombo è un tipo di batteria ricaricabile.

Questo dispositivo utilizza elettrodi di piombo e una soluzione di acido solforico per produrre elettricità. Queste batterie si trovano spesso nelle automobili, nell'alimentazione di riserva e nei sistemi IPS.

 

Le batterie al piombo sono economiche e possono erogare correnti di picco elevate.

Tuttavia, hanno un ciclo di vita limitato e sono suscettibili di solfatazione se la manutenzione non è corretta.

Soprattutto, non immagazzinano molta energia. Tuttavia, queste batterie sono ottime se si vuole risparmiare.

Scopriamo quante batterie al piombo possono essere necessarie per far funzionare un inverter da 5000 watt. Per questo esempio, prendiamo batterie al piombo da 200Ah e 48V.

 

5000W / 48 V = 104,2 A [La corrente che assorbirà]

200Ah x 0,2C = 40A [Velocità di carica e scarica di una batteria al piombo da 200Ah].

104.2A / 40A = 2.6 ≈ 3 Pastellaies

 

Abbiamo bisogno di tre batterie da 200Ah per una capacità di 600Ah perché 600Ah x 0,2C = 120A, che è superiore ai 104,2 della corrente dell'inverter.

Tuttavia, abbiamo bisogno di una batteria al piombo da 48V 600Ah per alimentare efficacemente un inverter da 5000 watt.

Configurazione della batteria

 

Una possibile configurazione delle batterie è costituita da quattro batterie da 12V 200Ah in serie e in parallelo con altre due stringhe per ottenere batterie 4S 3P.

Possiamo anche utilizzare due batterie da 24V 200Ah in serie e in parallelo con altre due stringhe per ottenere batterie 2S 3P.

 

Capacità della batteria	Tasso C	Velocità di carica e scarica	Numero di batterie per inverter da 5000W
Piombo acido 80Ah	0.2C	80Ah x 0,2 C = 16A	5000W / 48V / 16A = 6,5 ≈ 7 batterie
Piombo acido 100Ah	0.2C	100Ah x 0,2 C = 20A	5000W / 48V / 20A = 5,2 ≈ 6 batterie
Piombo acido 120Ah	0.2C	120Ah x 0,2 C = 24A	5000W / 48V / 24A = 4,3 ≈ 5 batterie
Piombo acido 135Ah	0.2C	135Ah x 0,2 C = 27A	5000W / 48V / 27A = 3,9 ≈ 4 batterie
Piombo acido 150Ah	0.2C	150Ah x 0,2 C = 30A	5000W / 48V / 30A = 3,5 ≈ 4 batterie
Piombo acido 200Ah	0.2C	200Ah x 0,2 C = 40A	5000W / 48V / 40A = 2,60 ≈ 3 batterie

 

Consigli degli esperti

Quando si scelgono le batterie per gli inverter di potenza, è fondamentale considerare la tensione, il volume e il tasso C. Come è noto, il tasso C di una batteria al litio è di 1C, mentre quello di una batteria al piombo è di 0,2C.

Ciò significa che le celle al litio possono essere caricate o scaricate alla stessa velocità per un'ora. D'altra parte, una batteria al piombo può essere caricata o scaricata al ritmo di un quinto della sua capacità ogni ora.

• Caricare sempre le batterie prima di collegarle.
• Per le batterie al litio è necessaria una batteria da 48V 100Ah per un inverter da 5000 watt.
• È necessaria una batteria da 48V 600Ah per una batteria al piombo per un inverter da 5000W.
• Rispettare sempre il tasso C di una batteria

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