Calcolatore di autonomia del supercondensatore

Inserisca la capacità effettiva, la tensione iniziale, la tensione di interruzione, la potenza del carico e l’eventuale efficienza del convertitore. Il risultato comprende la durata in secondi, minuti e ore, insieme all’energia disponibile nel condensatore e a quella erogata dopo le perdite di conversione. È utile per il dimensionamento preliminare, il confronto tra progetti e la verifica del tempo di continuità offerto dal banco proposto.

Modelli l’intervallo di tensione realmente utilizzabile

Un supercondensatore non fornisce sempre la stessa energia utile solo perché la capacità nominale rimane costante. L’energia immagazzinata dipende dal quadrato della tensione; conta quindi la differenza tra l’energia alla tensione iniziale e quella residua alla tensione di interruzione. Il calcolatore applica metà della capacità moltiplicata per la differenza delle tensioni al quadrato. L’interruzione non deve necessariamente avvenire a zero: deve indicare la tensione d’ingresso minima alla quale il convertitore, il controllore, il relè o un altro carico protetto continua a funzionare. Imposti la tensione iniziale sul valore del banco all’avvio del backup, tenendo conto del normale limite di carica e del derating. Utilizzi la capacità effettiva del banco, non la somma dei valori delle celle, a meno che sia corretta per l’effettiva configurazione serie-parallelo. Le celle in serie riducono la capacità effettiva; tolleranza, invecchiamento, temperatura, bilanciamento e dispersione riducono inoltre le prestazioni reali. Valori prudenti e una soglia realistica producono una stima più affidabile rispetto all’ipotesi che ogni joule immagazzinato sia disponibile.

Converta l’energia utile in autonomia a potenza costante

Il calcolo presume che l’apparecchiatura protetta assorba una potenza d’uscita costante per tutta la scarica. Dopo aver determinato in joule l’energia utile del condensatore, il calcolatore la moltiplica per l’efficienza del convertitore per stimare l’energia fornita al carico e divide il risultato per la potenza in watt. Poiché un watt equivale a un joule al secondo, il quoziente è l’autonomia in secondi, riportata anche in minuti e ore. Inserisca l’efficienza come numero decimale: per esempio, 0.90 indica il novanta per cento. Utilizzi 1 soltanto per un calcolo ideale senza perdite. Per un carico elettronico regolato, la potenza costante è spesso una prima approssimazione migliore della corrente costante, perché la corrente d’ingresso aumenta al diminuire della tensione. Se il carico è un semplice resistore o assorbe davvero corrente costante, la scarica segue un’equazione diversa e il risultato non va considerato esatto. Usi la massima potenza continua credibile e contabilizzi separatamente avviamento e transitori quando incidono sensibilmente sull’intervallo richiesto.

Interpreti la stima e aggiunga un margine tecnico

Il risultato è una stima analitica ideale, non una garanzia per un banco fisico. La resistenza equivalente in serie provoca un calo immediato di tensione quando si applica il carico e può anticipare il raggiungimento della soglia rispetto a un calcolo basato soltanto sull’energia. Cablaggio, protezioni, resistori di bilanciamento, autoscarica, corrente a riposo e variazioni di efficienza consumano altra energia. La tolleranza e il degrado della capacità possono essere rilevanti in funzione della temperatura e della vita utile. Per il progetto calcoli più scenari: un caso nominale di confronto, uno con capacità ed efficienza ridotte per il funzionamento previsto e un caso sfavorevole di caduta di tensione che verifichi il livello all’inserzione del carico. Scelga un banco con un margine intenzionale oltre la durata necessaria, quindi collaudi il sistema completo con carico e condizioni ambientali rappresentativi. L’energia utile restituita riguarda il lato del condensatore fra le due tensioni; quella erogata comprende l’efficienza dichiarata. La distinzione rende visibili le ipotesi e riproducibile la scelta di dimensionamento.