Расчёт цены часа питания устройства и выбор между батарейками и аккумуляторами

Чтобы сравнить батарейки и аккумуляторы честно, считайте стоимость 1 часа работы: для батареек это цена комплекта / время работы, для аккумуляторов — (цена аккумуляторов + электричество на зарядки) / суммарные часы за весь ресурс. Ниже — быстрый алгоритм и формулы.

Какие данные нужны

Соберите минимум (можно в заметки или таблицу):

• Потребление устройства: мощность P (Вт) или ток I (А). Если есть ток, грубо: P ≈ U × I.
• Количество элементов Count (например, 2×AA).
• Для элемента питания: напряжение V (В), ёмкость mAh, цена за штуку Price_cell.
• Для аккумуляторов дополнительно: ресурс N_cycles, КПД зарядки η (обычно 0,7–0,9), тариф Tariff (₽/кВт·ч), коэффициент “реальности” k (0,7–0,9: деградация, недозаряд, недоиспользование).

Формулы: время работы и стоимость часа

1) Энергия комплекта (в Wh)

Wh_pack = (mAh / 1000) × V × Count

2) Время работы от комплекта (в часах)

T = Wh_pack / P

Если нет P, можно через ток: сначала оцените P ≈ U × I, где U — рабочее напряжение устройства.

3) Стоимость часа на батарейках

Price_pack = Price_cell × Count
Cost_hour_batt = Price_pack / T

4) Стоимость часа на аккумуляторах (с учётом ресурса и электричества)

Стоимость электричества на одну зарядку: Cost_elec_charge = (Wh_pack / η / 1000) × Tariff

Суммарные “полезные” часы за срок службы: Hours_life = T × N_cycles × k

Суммарные затраты за срок службы (если зарядник уже есть — поставьте 0; если нет — добавьте долю): Cost_life = Price_pack + Cost_elec_charge × N_cycles + Share_charger

Итог: Cost_hour_acc = Cost_life / Hours_life

Пример и точка окупаемости

Устройство: 2×AA, средняя мощность P = 1 Вт.
Цены: батарейка 50 ₽/шт, аккумулятор 250 ₽/шт. Тариф 6 ₽/кВт·ч.
Параметры: батарейка V=1,5, mAh=2500; NiMH V=1,2, mAh=2000, N_cycles=500, η=0,8, k=0,8.

1. Батарейки:
   Wh_pack = 2,5×1,5×2 = 7,5 Wh, T=7,5 ч
Price_pack = 50×2 = 100 ₽
Cost_hour_batt = 100 / 7,5 ≈ 13,3 ₽/ч

2. Аккумуляторы:
   Wh_pack = 2,0×1,2×2 = 4,8 Wh, T=4,8 ч
   Электричество на заряд: (4,8/0,8/1000)×6 ≈ 0,036 ₽ (копейки)
   Сроковые часы: 4,8×500×0,8 = 1920 ч
   Затраты: Price_pack=250×2=500 ₽, электричество ≈ 18 ₽
Cost_hour_acc ≈ (500+18)/1920 ≈ 0,27 ₽/ч

Точка окупаемости по “стоимости часа” наступает очень быстро, но проверьте совместимость: некоторые устройства хуже работают при 1,2 В на элемент и могут раньше отключаться.

Мини-формула окупаемости по числу циклов

Если зарядник не учитываем и электричество мало, грубо: Cycles_break_even ≈ Price_pack_acc / Price_pack_batt
В примере: 500 / 100 = 5 — уже после ~5 полных разряд‑заряд аккумуляторы становятся выгоднее.

Частые ошибки

• Сравнивают только mAh, игнорируя напряжение (нужно считать в Wh).
• Берут паспортную ёмкость и не учитывают, что при высокой нагрузке доступная энергия ниже.
• Не учитывают, что устройство может иметь отсечку по напряжению и “не добирать” энергию.
• Считают ресурс N_cycles как гарантированный, хотя он зависит от глубины разряда, температуры и качества зарядки.
• Выбирают аккумуляторы для редкого использования и удивляются саморазряду (особенно если модель не “низкосаморазрядная”).

FAQ

Что лучше для пульта, часов, датчиков с редким потреблением?
Часто удобнее батарейки: они дольше хранятся “заряженными”, а экономия на циклах аккумулятора может не реализоваться из‑за саморазряда.

Нужно ли учитывать стоимость электричества?
Да, но обычно это доли рубля на заряд для AA/AAA. Главные факторы — цена комплекта, реальный ресурс и совместимость устройства.

Можно ли считать по току, если мощность неизвестна?
Да: измерьте ток, оцените рабочее напряжение и используйте P ≈ U × I. Для устройств с импульсной нагрузкой берите среднее значение.