使用备用电源抵御风暴-第1部分，由E.R

标题：应对风暴的备用电源——第一部分

一场风灾过后，维修人员花了数天才修好严重受损的电线。
当时，我们一直使用从康明斯柴油皮卡上拆下来的一对旧电池，连接着一个常规的船用电池充电器作为备用电源。
我们等了一整天，冰柜靠着这些旧电池继续运转。
傍晚时分，我才终于拖出发电机给其他设备供电。
显然，得有更好的办法才行。

那年夏天，我终于把在屋顶安装太阳能板和升级电池列为优先事项。

现在我们有了选择。
如今一些备用电源系统有很便捷的一体化解决方案，它们把所有主要组件整齐地集成到一个不透明的包裹里，就连不太熟练的用户也能操作。
有些这样的系统甚至还自带安装在拖车底盘上的太阳能板，以防人们远离主要住所扎营。

虽然一体化系统通常很不错且有助于达成高尚的目标，但它们不利于理解相关知识，而这种理解有时候是非常有帮助的。
此外，它们往往过于高科技、昂贵并且受专利利益的高度控制。
因此，我的重点是补充关于模块化组件的知识，从而培养一种基本的理解能力，在较长期的“末日来临”（stuff - hits - the - fan，简称SHTF）事件中会有用。

一、能源方面

稍微退一步看问题有助于提升视角。
回顾人类在过去两个世纪的发展进程，就是反思我们利用能源储备来提高人类工作效率的能力。
柴油让农业生产力远超上个世纪的农民想象。
有了现代设备，一个农民每年能耕种数千英亩土地。
没有石油资源的话，这儿的普通农场不到100英亩，需要一小队人来耕种、播种和收割。
（注：1英亩约等于4047平方米）

思考一下如果没有我们现在习以为常的能源资源，生活会变成什么样。
问问自己，如果世界突然按照最新的全球主义者反碳指令改变，我们今天能采取什么措施来改善未来呢？

我们自给自足地产生和储存能源的能力是照亮未来的关键——不管风暴以何种形式来临。
这篇文章将重点关注电备用电源系统的基本知识。

二、电能的理解

为了让大家有个共同的理解，我先简单做个高层次的介绍。
业余无线电爱好者和精通电学的人可以跳到下一个标题。

电是一种看不见的现象，它有做功的潜力。
它的优势在于能够将这种潜力准确地分配到需要做功的地方。
配电系统通常被称为交流电。
在这个地区，电网电力每秒交替60次，也就是60赫兹。
在世界其他地方（欧洲），每秒交替50次。
当需要远距离传输能量时就会用到这种交流电（AC）。
这种能量的正弦波特征是过渡平滑且有规律的，就像在示波器上看到的那样。
如果过渡是参差不齐、方方正正且嘈杂的，就被称为修正正弦波。

大多数家用电器都是设计为使用120伏交流电工作的。
像电炉这样的重型电器则使用240伏交流电。
还有深井泵、电暖器、空调和烘干机等也属于重型用电设备，不过这些不在本次讨论范围内。

电池电源不使用交流电，我们称之为直流电（DC）。
大多数常见的汽车电器都是设计为使用12伏直流电工作的。
而8类“半挂车”则使用24伏直流电。
相比之下，典型的手电筒干电池是1.5伏，不过根据具体化学成分可能会有轻微差异。
一个典型的汽车电池是由单个包装内的一系列电池单元组成的。

电能可以用“压力”，也就是电动势（E），用伏特来描述。

安培表示任何时候可用的电子数量，或者说是电流（I）。
你可以把它理解为管道的“粗细”。

它们的乘积描述了消耗的功率（P），单位是瓦特：P = E * I。

电压和欧姆（R）电阻之间的电流关系是：I = E/R。

导体能够让电子通过。
一般来说，元素周期表中的金属都是导体。
铜是一种不错的导体，通常用于电线和电缆。
柔软的电线只是由许多细钢丝束组成的。
绝缘体不能让电子通过。

电线的载电能力通常用美国线规（AWG）来描述。
非常粗的电线用较小的数字表示：AWG 00非常粗。

8通常是电炉使用的厚度。

12通常用于20安培电路。

14号线规用于正常的15安培电路。

轻型延长线通常是#16号线规，以此类推。
AWG数值越高，电线越细，能承载的安培数就越少，不然就会发热。
如果用户手册里没有的话，互联网上有描述基于线规的电线特性的有用工程表格。
需要注意的是，在国际上，线规通常用毫米表示。

经常被忽视的一点是，即使是导体也有电阻。
当电流大且距离长时，即使使用高质量的铜线，电阻也会变得相当显著，我稍后会详细说明。

另一个需要熟悉的概念是在一段时间内消耗的电量：瓦时或者千瓦时（1000瓦时，KWH），这是我们电费单上通常出现的计量单位。

通常在说明电池容量时，你会看到以安时（AH）为单位的额定值，也就是在一定时间内提供所述安培数的能力。
安时额定值是指制造商根据特定测试对其电池进行评级的。
例如，如果一个电池在20小时的测试期间能够提供100安培，它就被认为是一个100 AH的电池。
这不要和在20小时的测试期间每小时提供100安培混淆了——而是每小时5安培持续20小时——估算储备容量时一定要仔细阅读细则。

虽然这些关系有助于理解，但不要让它们拖慢讨论的节奏。

三、储存电能

组成这种备用电源系统的关键组件集中在直流电池上。
电池技术近年来已经取得了很大的进步。
但最便宜的仍然是我们大多数人开的汽车和卡车中常见的标准铅酸蓄电池。
铅酸电池是目前可用的一种最为普遍、经过时间考验、经济实惠且可回收的电池技术。

虽然锂电池用于为电脑、手机和高价电动汽车供电，但这些电池往往非常昂贵。
它们的主要优势在于比铅基电池重量轻。
锂电池在充电制度方面也非常挑剔，需要专门的计算机控制的充放电周期。
锂电池对于笔记本电脑和便携式电钻来说没问题，但也可能是某些壮观火灾的一部分原因。

对于固定应用来说，最具性价比的仍然基于常见的铅酸化学成分。
其中最便宜的是12伏的汽车启动电池。
这些电池通过使用薄板优化，能够在短时间内提供高电流。
如果电网瘫痪，我们可以期望这些电池成为除汽车之外的主要资源（因为汽车可能加不到油了）。

铅酸电池不仅用于汽车和卡车，还常用于工业应用和运动场上。
对于像高尔夫球车和叉车这样需要长时间供电的应用，会使用带有更厚极板的深循环电池。
厚极板能够承受更深程度的放电，并且不容易变形。
深循环电池通常是6伏的，常见的例子包括Trojan T - 105和Crown CR - 235。

图1：正在注水的CR - 235 6伏深循环电池（帽子取下），这些电池可以串联起来组成24伏的储能系统，如图所示。

“铅酸”指的是使用简单的液体电解质。
因此，你可能会想起传统的汽车电池需要定期检查液位并偶尔用蒸馏水补充。
深循环电池也需要类似的维护。
补充的频率很大程度上取决于放电 - 充电周期的数量和放电深度。

放电电池中的电解质是水。
充满电的电池中则是硫酸。
（为什么这个细节重要呢？充满电的电池不会冻结。
但是维护不善且深度放电的电池可能会冻结。
）

不要让电池液进入眼睛、皮肤或者衣服上。
（未完待续，见第二部分。
）

引用：https://survivalblog.com/2024/06/20/weather-the-storm-with-backup-power-part-1-by-e-r/
原文: https://www.tttl.online/blog/1736708015/