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家用儲能電池容量與可用時間計算機(用停電時、夜間要用的電量試算)

請先選擇「計算所需容量」或「計算儲能電池可用多久」。計算所需容量時,可以直接輸入想用的電量(kWh),或累加想用的家電消費功率(W)和使用時間。計算可用多久時,請輸入儲能電池的額定容量(kWh)和同時使用的家電合計消費功率(W)。放電深度和充放電效率空白時以 90% 計算。

家電功率的預設值是參考值。冰箱、冷氣這類為了維持溫度而時開時停的家電,填入平均消費功率(通常比機身標示的數值小)會比較接近實際。不用的家電請把所有欄位都留白。
計算結果與圖表
在左側選擇「計算所需容量」或「計算儲能電池可用多久」,輸入電量、家電或儲能電池的數值後按下「計算」,這裡會顯示所需的額定容量或可用時間,以及容量組成的圖表。

這個頁面可以做什麼

  • 輸入像「夜間用電量 6 度」這樣想用的電量,或把停電時想用的家電消費功率(W)和使用時間累加最多 5 台,就能算出考慮放電深度(DOD)和充放電效率的「所需額定容量(kWh)」,以及產品級距的參考(4~16 kWh)
  • 用手邊或正在考慮的儲能電池額定容量(kWh),算出實際能用的電量(可用容量),以及同時使用家電時的可用時間(○小時○分)
  • 用長條圖確認額定容量中「能用的部分」「因效率損失的部分」「因放電深度保留的部分」的組成
  • 內建冰箱、LED 照明、電視、手機充電、微波爐、冷氣等停電時常用家電的消費功率參考值,數值可自由修改
  • 額定容量和可用容量的差別、DOD、充放電效率、額定輸出功率(kW)的淺顯解說,以及可直接複製到 Excel、Google 試算表、Python 的公式,也都整理在這個頁面
放電深度和充放電效率的預設值(90%、90%)以及家電的消費功率都是參考值,實際數值依產品、機器和使用方式而不同,請改成型錄上的數值使用。儲能電池除了容量(kWh)之外,還有「額定輸出功率(kW)」的上限,同時使用的家電合計功率不能超過它。停電時能供電的範圍(全屋還是只有特定插座)和輸出上限也依產品而不同,以防災為目的選購時,請務必向廠商或合格的電器承裝業者確認。這個計算是「依輸入條件的參考值」,並不保證有這些容量就足夠安心。想知道家電本身的電費時,請使用姊妹頁面「家電電費計算機(用消費功率算用電度數與電費)」。

這個計算有什麼用?

颱風停電的一晚,讓冰箱、照明和手機充電撐住要幾 kWh

停電時最困擾的是冰箱裡的食物、黑暗和聯絡管道。冰箱(平均 50 W)用 24 小時、LED 照明(40 W)用 6 小時、電視(100 W)用 4 小時、手機充電(30 W)用 3 小時,所需的電量是 1.2 + 0.24 + 0.4 + 0.09 = 1.93 kWh。如果是放電深度 90%、效率 90% 的儲能電池,所需的額定容量是 1.93 ÷ 0.81 ≈ 2.38 kWh,就算是 4 kWh 級距的小型產品也夠撐一晚。
不過停電不一定一晚就恢復。強颱或大地震時可能要好幾天才復電,白天能不能用太陽能重新充電,會讓所需的容量差很多。先和家人決定要準備幾天份、哪些家電可以先不用,是挑選容量的前提。

晚上要用太陽能的電,容量由「夜間用電量」決定

太陽能只有白天會發電,想自己供應日落後的用電,就要把白天多出來的電存進儲能電池。這時儲能電池需要的,大致就是「夜間(日落到隔天早上開始發電)的用電量」。例如從台電的智慧電表或 HEMS 知道夜間用電量是 6 度,放電深度 90%、效率 90% 時所需的額定容量是 6 ÷ 0.81 ≈ 7.41 kWh,約 8 kWh 的產品是參考。
反過來,5 kWh 的儲能電池能用的是 5 × 0.81 = 4.05 kWh,夜間的 6 度中能供應約 4 度,其餘向台電買。要選「全部都能供應的容量」,還是「不足的部分用買的、容量小一點」,要和費用一起權衡(費用的試算請用姊妹頁面的太陽能回本計算機)。在台灣,屋頂太陽能多半採全額躉購,搭配儲能電池時是否值得,也請一併比較。

為了寵物或水族箱,停電時也能開冷氣嗎

盛夏停電時,最擔心的是在家的寵物和水族箱的水溫。3~4 坪用的冷氣以平均 500 W 開 24 小時,就是 500 × 24 ÷ 1000 = 12 kWh。放電深度 90%、效率 90% 時所需的額定容量是 12 ÷ 0.81 ≈ 14.81 kWh,是 16 kWh 級距、家用中最大等級的容量。
也就是說,「冷氣開一整天」只靠儲能電池相當吃力,需要以白天用太陽能重新充電為前提,或搭配電風扇(40 W,24 小時約 1 kWh)把設定溫度調高,連用電方式一起考慮。另外,台灣的冷氣多半是 220 V,停電時能不能用 220 V 或大功率的家電,取決於儲能電池的類型(全屋備援型還是局部備援型)和額定輸出功率,購買前請向廠商確認。

先掌握「7 kWh 的儲能電池」能讓家電撐多久

額定容量 7 kWh、放電深度 90%、效率 90% 的儲能電池,能用的是 7 × 0.81 = 5.67 kWh。冰箱 50 W、LED 照明 40 W、電視 100 W、Wi-Fi 分享器 10 W 合計 200 W 時,5670 ÷ 200 = 28.35 小時,約可撐 28 小時 21 分。再加上冷氣 500 W 變成合計 700 W,就是 5670 ÷ 700 ≈ 8.1 小時;用微波爐(1000 W)的那段時間會變成 1700 W,每小時減少 1.7 kWh。
像這樣,「同時用什麼」會讓可用時間差很多。事先確認停電時家電的優先順序,以及儲能電池的額定輸出功率(合計功率的上限),緊急時就不會手忙腳亂。

行動電源站(標示 Wh)也能用同樣的公式算「能用幾小時」

露營或防災用的行動電源站,容量會像「1000 Wh」這樣用 Wh 標示。1000 Wh = 1 kWh,所以在這個頁面填「1」。行動電源站的容量標示是電池本身的量(額定容量),實際能拿出來的,扣掉轉換損失後一般約 8~9 成。假設放電深度 100%、效率 85%,能用的是 1 × 0.85 = 0.85 kWh,電熱毯(50 W)可以用 850 ÷ 50 = 17 小時,電風扇(40 W)約可用 21 小時。
另一方面,快煮壺(1200 W)這類大功率家電,可能不只是容量,還會因為額定輸出功率(例如最多 600 W)而無法使用。挑選行動電源站時,訣竅是同時看「容量(Wh)」和「輸出(W)」。

公式

能用的電量(可用容量)
數學寫法 (一般的數學式)
\(E_{u}\) \(=\) \(E_{r}\) \(\times\) \(D\) \(\div\) \(100\) \(\times\) \(\eta\) \(\div\) \(100\)
文字寫法 (把符號換成文字的公式)
⑤ 能用的電量 \(E_u\)(kWh) \(=\) ① 額定容量 \(E_r\)(kWh) \(\times\) ② 放電深度 \(D\)(%) \(\div\) ③ 100(% → 比例的換算) \(\times\) ④ 充放電效率 \(\eta\)(%) \(\div\) 100(% → 比例的換算)
用文字讀公式
① 額定容量 \(E_r\)(kWh) 乘上把
② 放電深度 \(D\)(%) 除以
③ 100 的比例(0.9 等),再乘上把
④ 充放電效率 \(\eta\)(%) 除以 100 的比例,就是
⑤ 能用的電量 \(E_u\)(kWh) 。
簡單範例
額定容量 7 kWh、放電深度 90%、充放電效率 90% 的儲能電池,實際能用的電量是
能用的電量 \(E_u\)(kWh) \(=\) 額定容量(7 kWh) \(\times\) 放電深度(90%) \(\div\) 100 \(\times\) 充放電效率(90%) \(\div\) 100
\(7 \times 0.9 \times 0.9 = 5.67\)
思考重點
型錄上的「7 kWh」是電池本身的大小(額定容量),並不是全部都能送到家電。儲能電池用到完全沒電會縮短壽命,所以產品會設定「只用到 9 成」之類的使用範圍(放電深度、DOD)。而且把儲存的電拿出來時,會在電池內部和轉換裝置(變流器)中有一部分變成熱損失掉(充放電效率)。乘上這兩個比例後剩下的,才是實際能用的電量(可用容量)。上面的例子中,7 kWh 裡能用的約 5.67 kWh,也就是 81%。 這個計算機的「充放電效率」,是對額定容量(電池裡儲存的量)把「拿出來時的損失」合併只乘一次的值。如果填入型錄上的「往返效率」(從充電到放電整體的效率,也包含充電時的損失),估算會稍微保守(偏安全)。型錄上有寫「可用容量」的產品,那個數值就相當於這裡的 \(E_u\)。放電深度和效率的數值依產品而不同,而且電池老化後容量本身也會慢慢減少。
所需額定容量
數學寫法 (一般的數學式)
\(E_{r}\) \(=\) \(E_{u}\) \(\div\) \((\) \(D\) \(\div\) \(100\) \(\times\) \(\eta\) \(\div\) \(100\) \()\)
文字寫法 (把符號換成文字的公式)
④ 所需額定容量 \(E_r\)(kWh) \(=\) ① 想用的電量 \(E_u\)(kWh) \(\div\) \((\) ② 放電深度 \(D\)(%) \(\div\) 100 \(\times\) ③ 充放電效率 \(\eta\)(%) \(\div\) 100 \()\)
用文字讀公式
① 想用的電量 \(E_u\)(kWh) 除以
② 放電深度 \(D\)(%) 除以 100 的比例,和
③ 充放電效率 \(\eta\)(%) 除以 100 的比例的乘積(能用的比例),就是
④ 所需額定容量 \(E_r\)(kWh) 。
簡單範例
夜間想用 6 kWh 時,放電深度 90%、充放電效率 90% 的儲能電池所需的額定容量是
所需額定容量 \(E_r\)(kWh) \(=\) 想用的電量(6 kWh) \(\div\) \((\) 放電深度(90%) \(\div\) 100 \(\times\) 充放電效率(90%) \(\div\) 100 \()\)
\(6 \div (0.9 \times 0.9) = 6 \div 0.81 \approx 7.41\)
思考重點
這是把公式 1 改寫成「求額定容量的形式」。把想用的電量除以「能用的比例(放電深度的比例 × 效率的比例)」。因為比例比 1 小,所需的額定容量一定比想用的電量大。上面的例子中,要用 6 kWh 需要約 7.41 kWh 的額定容量,對應市售的容量級距,約 8 kWh 的產品是參考(這個計算機把 4、5、6、7、8、10、12、14、16 kWh 當作參考級距,顯示所需額定容量以上最小的級距。實際產品的容量依廠牌而不同)。 想用的電量依「夜間(日落到隔天早上)的用電量」或「停電時要用的家電合計」決定。如果能從台電的智慧電表或 HEMS(家庭能源管理系統)查到各時段的用電量就用它,不知道的話就用公式 4 累加家電來估算。
可用時間
數學寫法 (一般的數學式)
\(t\) \(=\) \(E_{u}\) \(\times\) \(1000\) \(\div\) \(P\)
文字寫法 (把符號換成文字的公式)
④ 可用時間 \(t\)(小時) \(=\) ① 能用的電量 \(E_u\)(kWh) \(\times\) ② 1000(kWh → Wh 的換算) \(\div\) ③ 同時使用的家電合計消費功率 \(P\)(W)
用文字讀公式
① 能用的電量 \(E_u\)(kWh) 乘上
② 1000 換算成 Wh(瓦時),再除以
③ 同時使用的家電合計消費功率 \(P\)(W) ,就是
④ 可用時間 \(t\)(小時) 。
簡單範例
能用的電量是 5.67 kWh 的儲能電池,同時使用冰箱 50 W、LED 照明 40 W、電視 100 W、Wi-Fi 分享器 10 W(合計 200 W)時的可用時間是
可用時間 \(t\)(小時) \(=\) 能用的電量(5.67 kWh) \(\times\) 1000 \(\div\) 合計消費功率(200 W)
\(5.67 \times 1000 \div 200 = 28.35\)
思考重點
電量(Wh)是「功率(W)× 時間(小時)」,所以反過來「電量 ÷ 功率」就是時間。為了把 kWh 換成 Wh,別忘了要乘 1000。上面的例子是 28.35 小時,也就是大約可以撐 28 小時 21 分(0.35 小時 × 60 分 = 21 分)。 這裡用的是「能用的電量」,不是額定容量。如果直接用額定容量 7 kWh 算成 7000 ÷ 200 = 35 小時,會估得比實際長。另外,儲能電池除了容量之外,還有「額定輸出功率(kW)」這個同時能輸出的功率上限,合計功率超過它的家電組合,就算容量還有剩也無法同時運轉。
累加家電的電量
數學寫法 (一般的數學式)
\(E_{u}\) \(=\) \(\sum\) \((\) \(P_{i}\) \(\times\) \(t_{i}\) \()\) \(\div\) \(1000\)
文字寫法 (把符號換成文字的公式)
④ 想用的電量 \(E_u\)(kWh) \(=\) \(\sum\) \((\) ① 家電 \(i\) 的消費功率 \(P_i\)(W) \(\times\) ② 家電 \(i\) 的使用時間 \(t_i\)(小時) \()\) \(\div\) ③ 1000(Wh → kWh 的換算)
用文字讀公式
① 家電 \(i\) 的消費功率 \(P_i\)(W) 乘上
② 家電 \(i\) 的使用時間 \(t_i\)(小時) 得到每台家電的電量(Wh),把所有家電加總(Σ),再除以
③ 1000 換算成 kWh,就是
④ 想用的電量 \(E_u\)(kWh) 。
簡單範例
停電的一晚,冰箱 50 W 用 24 小時、LED 照明 40 W 用 6 小時、電視 100 W 用 4 小時、手機充電 30 W 用 3 小時,所需的電量是
想用的電量 \(E_u\)(kWh) \(=\) \((\) 50 W \(\times\) 24 小時 \(+\) 40 W \(\times\) 6 小時 \(+\) 100 W \(\times\) 4 小時 \(+\) 30 W \(\times\) 3 小時 \()\) \(\div\) 1000
\((1200 + 240 + 400 + 90) \div 1000 = 1930 \div 1000 = 1.93\)
思考重點
\(\sum\)(sigma)是「全部加起來」的符號,意思是把家電 1、家電 2……的「消費功率 × 使用時間」全部加總。每台家電先算出「W × 小時 = Wh」再加總,最後除以 1000 換算成 kWh。把上面例子的 1.93 kWh 代入公式 2,所需的額定容量是 1.93 ÷ 0.81 ≈ 2.38 kWh,就算是 4 kWh 級距的小型儲能電池也能撐一晚。 消費功率用機身標示或型錄上的數值,但冰箱、冷氣這類為了維持溫度而時開時停的家電,填平均的消費功率(而不是標示上接近最大的值)會比較接近實際。相反地,微波爐、電磁爐這類短時間用大功率的家電,雖然電量不大,卻很容易碰到「同時能輸出的功率(額定輸出功率)」的上限,請特別注意。
儲能電池實際能用的電量(可用容量)是「額定容量 × 放電深度的比例 × 充放電效率的比例」,會比型錄上的額定容量少 2~3 成左右(放電深度 90%、效率 90% 時約少 19%)。所需的額定容量反過來是「想用的電量 ÷(放電深度的比例 × 效率的比例)」,可用時間是「能用的電量(Wh)÷ 同時使用的家電合計消費功率(W)」。別忘了容量之外還有額定輸出功率(kW)的上限。

符號與用語解說

符號

\(E_r\) E sub r 儲能電池的額定容量(kWh)。\(E\) 取自 energy(能量、電量)的字首,右下的小 \(r\) 取自 rated(額定的)的字首,也就是型錄上「儲電容量 ○ kWh」的數值。
\(E_u\) E sub u 實際能用的電量(可用容量,kWh)。右下的 \(u\) 取自 usable(能用的)的字首。計算所需容量時當作「想用的電量」。
\(D\) D 放電深度(%)。額定容量中要用到多少的比例,取自英文 Depth of Discharge(放電的深度)的字首,也寫成 DOD。
\(\eta\) eta 充放電效率(%)。希臘字母 eta,在物理和工程上習慣用來表示效率。電池裡儲存的電,拿出來送到家電的比例。
\(t\) t 可用時間(小時)。取自英文 time(時間)的字首。
\(P\) P 同時使用的家電合計消費功率(W)。取自英文 power(功率)的字首。
\(P_i,\ t_i\) P sub i、t sub i 家電 \(i\)(第 1 台、第 2 台……)的消費功率(W)和使用時間(小時)。右下的 \(i\) 是表示「第幾個」的編號,取自 index(下標)的字首。
\(\sum\) sigma 表示「全部加起來」的符號。希臘字母 sigma,相當於英文 Sum(合計)的字首 S。這裡用來表示把家電 1、家電 2……的電量全部加總。
100、1000 一百、一千 換算單位用的常數。100 是把「%」換成「比例(0.9 等)」,1000 是在「kWh」和「Wh」(k=千=1000 倍)之間換算。

用語

額定容量 廠商標示的儲能電池能儲存的電量(kWh)。型錄上的「儲電容量」「電池容量」意思也差不多。這是電池本身的大小,並不是全部都能拿來給家電用。
可用容量 額定容量中,實際送到家電的電量(kWh)。是額定容量乘上放電深度的比例和充放電效率的比例的值,有些產品的型錄會寫這個數值。比較儲能電池時,用這個值比較比用額定容量更符合實際。
放電深度
(DOD)
額定容量中要用到多少的比例(%)。鋰電池用到完全沒電會縮短壽命,所以產品會限制在「用到 90%」之類的範圍。DOD 90% 就是設計成永遠保留額定容量的 10%。
充放電效率 電池裡儲存的電,拿出來送到家電的過程中沒有損失、留下來的比例(%)。放電時會在電池和轉換裝置(變流器)中有一部分變成熱損失掉。這個計算機把拿出來時的損失合併當作「充放電效率」,對額定容量只乘一次。家用約 85~95%。
往返效率 從儲存電(充電)到拿出來(放電)整個過程中,沒有損失、留下來的比例(%)。型錄上寫的「充放電效率」常常就是這個往返效率,也包含充電時的損失。把往返效率填進這個計算機的「充放電效率」欄,等於連充電的損失都扣掉,估算會稍微保守(偏安全)。
額定輸出功率 儲能電池同時能輸出的功率上限(kW)。如果容量(kWh)是「水塔的大小」,輸出功率(kW)就是「水龍頭的粗細」。額定輸出 2 kW 的儲能電池,合計超過 2000 W 的家電就算容量還有剩,也無法同時運轉。有些產品停電時的輸出會比平常更受限。
電功率
(W、kW)
用電的「速度」,單位是 W、kW。額定輸出功率和家電的消費功率都是電功率。和電能的關係是「電能 = 電功率 × 時間」。
電能
(Wh、kWh)
用掉的電的「總量」,也就是電量,單位是 Wh、kWh(1 kWh 就是 1 度)。電能 = 電功率 × 時間,1 kWh 是 1000 W 用 1 小時的量。儲能電池的容量和行動電源站的容量(Wh)都是電能。
消費功率 家電運轉時用掉的電功率(W),機身的銘牌或型錄上會標示「消費功率 ○○ W」。
瓦時
(Wh)
電能的單位,1 W 的功率用 1 小時的量。用在行動電源站和行動電源的容量。1000 Wh = 1 kWh,所以填進這個頁面時要除以 1000 換算成 kWh。
SOC
(剩餘電量)
電池現在剩下的電的比例(%)。取自英文 State Of Charge(充電狀態)的字首,和手機的電量顯示是一樣的東西。放電深度是 DOD 90% 時,就是設計成 SOC 降到 10% 時停止放電。
全屋備援型 停電時能供電給全屋(有些產品也包含 220 V 的冷氣、電磁爐)的儲能電池。以防備停電為目的選購時,要確認想用的家電在不在供電範圍內。
局部備援型 停電時只供電給事先決定的迴路(冰箱的插座或部分照明等)的儲能電池。以防備停電為目的選購時,要確認想用的家電在不在供電範圍內。
變流器 在電池的直流電和家用交流電之間轉換的設備(儲能系統的稱為 PCS)。太陽能發電和儲能電池一定都有,轉換時也會損失一部分的電(充放電效率中包含的損失之一)。
電池老化
(循環衰退)
反覆充電和放電(一次算一個循環)的過程中,電池能儲存的量慢慢減少。用 10 年左右容量可能減少 2~3 成,所以打算長期使用時,也可以選容量稍有餘裕的產品。
自發自用
(搭配太陽能)
太陽能發的電不賣,留給自己家裡用。白天多出來的電存進儲能電池、日落後再用,自發自用的比例就會提高。這時儲能電池需要的容量,大致由「夜間用電量」決定。
HEMS 家庭能源管理系統(Home Energy Management System)。能按時段記錄全屋或各迴路的用電量,可以用來查「夜間用電量」。台電的智慧電表(AMI)用戶也能在台電 App 檢視各時段的用電。兩者都沒有時,就從電費單的用電度數粗略估算夜間的比例。

建議先了解的基礎知識

為了讓您「理解意思」地使用這個頁面的計算,這裡整理了事先了解會更好懂的基礎知識。
遇到卡關的地方,回頭複習這個表格的內容是最快的方法。

比率與百分率(國小五年級,10~11 歲)
  • 知道「90%」是「0.9 倍」的意思,除以 100 就是比例
  • 知道比例乘兩次(\(0.9 \times 0.9 = 0.81\))就是全體的 81%
小數的乘法與除法(國小五、六年級,10~12 歲)
  • 會算 \(7 \times 0.9 \times 0.9\) 這樣的小數乘法
  • 知道像 \(6 \div 0.81\) 這樣除以比 1 小的數,答案會比原來的數大
單位換算(國小~國中)
  • 知道 k(千)是表示 1000 倍的字首,\(1\,\mathrm{kWh} = 1000\,\mathrm{Wh}\)
  • 能像 0.35 小時 = 21 分這樣,把小數的時間換算成分鐘(\(0.35 \times 60 = 21\))
電功率與電能(國中自然科學,14~15 歲)
  • 能分辨電功率(W)是「用電的速度」,電能(Wh、kWh)是「用掉的電的總量」
  • 知道電能 = 電功率 × 時間,所以反過來能用 時間 = 電能 ÷ 電功率 求出

用 Excel 計算的方法

把下方表格整個複製,貼到 Excel 的 A1 儲存格就能直接使用。
求「能用的電量(可用容量)」的表格
額定容量(kWh) 7
放電深度(%) 90
充放電效率(%) 90
能用的電量(kWh) =B1*B2/100*B3/100
求「所需額定容量」的表格
想用的電量(kWh) 6
放電深度(%) 90
充放電效率(%) 90
所需額定容量(kWh) =B1/(B2/100*B3/100)
求「可用時間」的表格
能用的電量(kWh) 5.67
同時使用的家電合計消費功率(W) 200
可用時間(小時) =B1*1000/B2
求「累加家電的電量」的表格
冰箱的消費功率(W) 50
冰箱的使用時間(小時) 24
LED 照明的消費功率(W) 40
LED 照明的使用時間(小時) 6
電視的消費功率(W) 100
電視的使用時間(小時) 4
手機充電的消費功率(W) 30
手機充電的使用時間(小時) 3
想用的電量(kWh) =(B1*B2+B3*B4+B5*B6+B7*B8)/1000
貼上後,B 欄上方的儲存格是輸入欄,綠色的公式儲存格會自動算出結果。
第 1 個表格是額定容量 7 kWh、放電深度 90%、效率 90% 的例子,B4 會顯示 5.67(kWh)。第 2 個表格是夜間想用 6 kWh 的例子,B4 會顯示約 7.41(kWh)。第 3 個表格是能用的電量 5.67 kWh、合計 200 W 的例子,B3 會顯示 28.35(小時)。第 4 個表格是冰箱、LED 照明、電視、手機充電撐一晚的例子,B9 會顯示 1.93(kWh)。要增加家電時,請加列,並在最後的公式加上「+B9*B10」這樣的乘法組合。

用 Google 試算表計算的方法

把下方表格整個複製,貼到 Google 試算表的 A1 儲存格就能直接使用。
求「能用的電量(可用容量)」的表格
額定容量(kWh) 7
放電深度(%) 90
充放電效率(%) 90
能用的電量(kWh) =B1*B2/100*B3/100
求「所需額定容量」的表格
想用的電量(kWh) 6
放電深度(%) 90
充放電效率(%) 90
所需額定容量(kWh) =B1/(B2/100*B3/100)
求「可用時間」的表格
能用的電量(kWh) 5.67
同時使用的家電合計消費功率(W) 200
可用時間(小時) =B1*1000/B2
求「累加家電的電量」的表格
冰箱的消費功率(W) 50
冰箱的使用時間(小時) 24
LED 照明的消費功率(W) 40
LED 照明的使用時間(小時) 6
電視的消費功率(W) 100
電視的使用時間(小時) 4
手機充電的消費功率(W) 30
手機充電的使用時間(小時) 3
想用的電量(kWh) =(B1*B2+B3*B4+B5*B6+B7*B8)/1000
公式只有乘法和除法,所以和 Excel 相同的公式可以直接使用。把表格整個複製貼到 A1 儲存格,再把 B 欄改成您自己的儲能電池和家電的數值。累加家電不必用 SUMPRODUCT 之類的函數,像上面的公式一樣把乘法組合加起來就夠了。

用 Python 計算的方法

rated_kwh = 7          # 儲能電池的額定容量(kWh)
dod_percent = 90       # 放電深度 DOD(%)
efficiency_percent = 90   # 充放電效率(%)

# 能用的電量(可用容量)= 額定容量 × DOD × 效率
usable_kwh = rated_kwh * dod_percent / 100 * efficiency_percent / 100
print(f"能用的電量:{usable_kwh:.2f} kWh")

# 停電時想用的家電:(名稱, 消費功率W, 使用時間)
appliances = [
    ("冰箱", 50, 24),
    ("LED 照明", 40, 6),
    ("電視", 100, 4),
    ("手機充電", 30, 3),
]
needed_kwh = sum(watts * hours for _, watts, hours in appliances) / 1000
print(f"想用的電量:{needed_kwh:.2f} kWh")

# 所需額定容量 = 想用的電量 ÷ (DOD × 效率)
required_kwh = needed_kwh / (dod_percent / 100 * efficiency_percent / 100)
print(f"所需額定容量:{required_kwh:.2f} kWh")

# 可用時間 = 能用的電量(Wh) ÷ 同時使用的家電合計消費功率(W)
total_watts = sum(watts for _, watts, _ in appliances)
hours = usable_kwh * 1000 / total_watts
print(f"合計 {total_watts} W 同時使用可撐 {hours:.1f} 小時(約 {int(hours)} 小時 {round((hours - int(hours)) * 60)} 分)")
只用標準函式庫就能執行。請把開頭的額定容量、放電深度、效率,以及 appliances 的每一列(名稱、消費功率、使用時間)改成您自己的數值再執行。加列就能累加 5 台以上的家電。

用 LaTeX 等數學式語言的寫法(可直接複製)

能用的電量(可用容量)
E_u = E_r × D ÷ 100 × η ÷ 100
E_u = E_r \times \frac{D}{100} \times \frac{\eta}{100}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
  <mrow>
    <msub><mi>E</mi><mi>u</mi></msub>
    <mo>=</mo>
    <msub><mi>E</mi><mi>r</mi></msub>
    <mo>&#xD7;</mo>
    <mfrac><mi>D</mi><mn>100</mn></mfrac>
    <mo>&#xD7;</mo>
    <mfrac><mi>&#x3B7;</mi><mn>100</mn></mfrac>
  </mrow>
</math>
E_u = E_r * D/100 * eta/100
usable = rated*dod/100*efficiency/100
E_u := E_r*dod/100*eta/100;
E_u = E_r*D/100*eta/100;
E_u = E_r×D/100×η/100
所需額定容量
E_r = E_u ÷ (D ÷ 100 × η ÷ 100)
E_r = \frac{E_u}{\dfrac{D}{100} \times \dfrac{\eta}{100}}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
  <mrow>
    <msub><mi>E</mi><mi>r</mi></msub>
    <mo>=</mo>
    <mfrac>
      <msub><mi>E</mi><mi>u</mi></msub>
      <mrow>
        <mfrac><mi>D</mi><mn>100</mn></mfrac>
        <mo>&#xD7;</mo>
        <mfrac><mi>&#x3B7;</mi><mn>100</mn></mfrac>
      </mrow>
    </mfrac>
  </mrow>
</math>
E_r = E_u / (D/100 * eta/100)
rated = usable/(dod/100*efficiency/100)
E_r := E_u/(dod/100*eta/100);
E_r = E_u/(D/100*eta/100);
E_r = E_u/(D/100×η/100)
可用時間
t = E_u × 1000 ÷ P
t = \frac{E_u \times 1000}{P}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
  <mrow>
    <mi>t</mi>
    <mo>=</mo>
    <mfrac>
      <mrow><msub><mi>E</mi><mi>u</mi></msub><mo>&#xD7;</mo><mn>1000</mn></mrow>
      <mi>P</mi>
    </mfrac>
  </mrow>
</math>
t = E_u * 1000 / P
hours = usable*1000/power
t := E_u*1000/P;
t = E_u*1000/P;
t = E_u×1000/P
累加家電的電量
E_u = Σ(P_i × t_i) ÷ 1000
E_u = \frac{\sum_{i} P_i \, t_i}{1000}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
  <mrow>
    <msub><mi>E</mi><mi>u</mi></msub>
    <mo>=</mo>
    <mfrac>
      <mrow>
        <munder><mo>&#x2211;</mo><mi>i</mi></munder>
        <msub><mi>P</mi><mi>i</mi></msub>
        <msub><mi>t</mi><mi>i</mi></msub>
      </mrow>
      <mn>1000</mn>
    </mfrac>
  </mrow>
</math>
E_u = (sum_i P_i t_i) / 1000
usable = Total[power*hours]/1000
E_u := add(P[i]*t[i], i = 1..n)/1000;
E_u = sum(P.*t)/1000;
E_u = (∑(P_i×t_i))/1000

請 ChatGPT  幫忙計算的方法

你是家用儲能電池的容量計算助理。請務必實際執行 Python 程式碼來進行以下計算,並只以執行結果的數值為根據回答(請不要用心算或推測回答)。

放電深度(DOD)是 90%,充放電效率是 90%。
1. 請用「額定容量 × DOD ÷ 100 × 效率 ÷ 100」求出額定容量 7 kWh 的儲能電池實際能用的電量(kWh)。
2. 請用「消費功率(W)× 使用時間 的合計 ÷ 1000」求出停電時使用以下家電所需的電量(kWh)。
   ‧冰箱:50 W,24 小時
   ‧LED 照明:40 W,6 小時
   ‧電視:100 W,4 小時
   ‧手機充電:30 W,3 小時
3. 請用「所需電量 ÷ (DOD ÷ 100 × 效率 ÷ 100)」求出供應第 2 題電量所需的額定容量(kWh)。
4. 請用「能用的電量 × 1000 ÷ 合計消費功率」求出第 1 題的儲能電池同時使用上面 4 台家電(合計 220 W)時的可用時間(小時),也換算成「○小時○分」。

請列出計算用的公式和執行結果的數值。

使用方法
  1. 1
    輸入數值
    在輸入欄中輸入要計算的數值
  2. 2
    計算
    按下「計算」按鈕
  3. 3
    查看結果
    計算結果會立即顯示。計算的思路和公式的解說,也都能在同一個頁面查看
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