Serwisy partnerskie:
Close icon
Serwisy partnerskie

Know How: Falowniki akumulatorowe

Article Image
Za pomocą falownika można przekształcić stałe napięcie akumulatora 12 V lub 24 V na przemienne napięcie sieci 230 V. Jednak dobre falowniki o rozsądnej wydajności nie są tanie.

Informacje ogólne

Od niskiego napięcia DC do wysokiego napięcia AC

Napięcie dostarczane przez akumulator jest napięciem stałym najczęściej 12 V lub 24 V. Napięcie to jest stałe, więc zawsze wynosi 12 V lub 24 V. Napięcie sieciowe z gniazdka ściennego jest napięciem sinusoidalnie zmiennym o wartości skutecznej 230 V i częstotliwości 50 Hz.

Inwertery (falowniki) muszą zatem nie tylko zwiększać niskie napięcie akumulatora do 230 V, ale także jak najwierniej odwzorowywać sinusoidalny kształt napięcia sieciowego.

Niski prąd na wyjściu, wysoki prąd na wejściu

Co może być lepszego niż zabranie ze sobą na kemping ekspresu do kawy o mocy 1000 W? Nie ma to jak filiżanka świeżo zaparzonej kawy pod ręką. Należy jednak pamiętać, że nie ma czegoś takiego jak cudowny wzrost mocy. Jeśli chcesz zasilać ekspres do kawy o mocy 1000 W z akumulatora 12 V za pomocą potężnego falownika, akumulator ten będzie musiał być w stanie dostarczyć co najmniej 1000 W mocy. Nawet więcej, ponieważ falownik sam zużywa trochę energii. Moc jest generowana przez urządzenie pobierające określony prąd z oferowanego napięcia. W rzeczywistości zależność jest bardzo prosta: moc to napięcie pomnożone przez prąd.

Tak więc ekspres do kawy 230 V o mocy wyjściowej 1000W pobiera z tego napięcia prąd o natężeniu 4,34 A. W końcu 230×4,34 to 1000. Rozsądny prąd, z którym napięcie sieciowe w domu nie będzie miało problemów. Inaczej ma się sprawa z falownikiem. Jeśli to urządzenie ma dostarczać 1000 W do ekspresu do kawy, to akumulator również powinien być w stanie dostarczyć co najmniej taką moc do falownika. Teraz jednak na wejściu nie ma napięcia 230 V, tylko 12 V. Ponieważ moc równa się napięciu pomnożonemu przez prąd, to przy 12 V, akumulator musi dostarczyć prąd o natężeniu nie mniejszym niż 83,33 A!

Jak długo wytrzymuje akumulator?

Akumulator kwasowo-ołowiowy jest zbudowany tak, aby dostarczać dość duży prąd. Podczas uruchamiania samochodu rozrusznik pobiera z akumulatora prąd o natężeniu co najmniej 100 A. Trwa to jednak najwyżej kilka sekund i akumulator z łatwością sobie z tym poradzi.

Zupełnie inna sytuacja ma miejsce, jeśli pozwolimy inwerterowi, obciążonemu ekspresem do kawy o mocy 1000 W, pobierać z akumulatora prąd o natężeniu powiedzmy 85 A. Typowy akumulator rozładuje się całkowicie już po pół godzinie. Marzenie o tym, by zawsze mieć pod ręką pyszną filiżankę świeżej kawy, odchodzi do lamusa.

Zjawisko to można również opisać technicznie za pomocą pojęcia pojemności akumulatora. Wielkość ta, wyrażona w Ah, czyli w amperogodzinach, wskazuje, jak długo akumulator może dostarczać prąd o określonym natężeniu. Akumulator o pojemności 45 Ah, co jest normalną wartością dla przeciętnego samochodu osobowego, może dostarczać prąd o natężeniu 1 A przez 45 godzin. Jeśli żądany prąd wzrośnie do 10 A, czas ten spadnie do zaledwie 4,5 godziny. Po podłączeniu falownika o mocy 1000 W do takiego akumulatora, będzie on w stanie dostarczać prąd o natężeniu 85 A przez maksymalnie 0,52 godziny, czyli około 31 minut.

Wysokie prądy wymagają grubych kabli

W pełni obciążony falownik pobiera bardzo duży prąd z akumulatora,dlatego kable pomiędzy akumulatorem i falownikiem o mocy 1000 W muszą być bardzo grube. Gdyby podłączyć falownik do akumulatora za pomocą zwykłego kabla (jak dla sieci 230 V), kabel ten dosłownie spłonął by po zaledwie kilku(-nastu) sekundach. Prąd o natężeniu 83,33 A wymaga przewodu o odpowiednio dużym przekroju, a w cienkim kablu wygenerowałby tak dużo ciepła, że kabel zapaliłby się niemal natychmiast. Jeśli potrzebujesz zakupić przedłużacz, obowiązuje następująca zasada: prąd pobierany w amperach podzielony przez trzy to powierzchnia przekroju poprzecznego przewodu w mm².

Dla 1000-watowego falownika potrzebne są więc przewody o minimalnym przekroju poprzecznym (od Red. EdW: co w przypadku przewodu o przekroju poprzecznym w kształcie koła przekłada się na średnicę około 6 mm). Należy pamiętać o różnicy pomiędzy pojęciami powierzchni przekroju poprzecznego (wyrażanej w mm²) oraz średnicy (wyrażanej w mm) i nigdy tych pojęć ze sobą nie mieszać).

Wnioski

Korzystanie z falownika pod namiotem lub na jachcie jest nieco bardziej skomplikowane, niż mogłoby się wydawać na pierwszy rzut oka. Potrzebny jest nie tylko falownik, ale w większości przypadków także drugi akumulator o znacznej pojemności. Rozsądne jest umieszczenie falownika i akumulatora jak najbliżej siebie i połączenie ich bardzo grubymi kablami, które są tak krótkie, jak to tylko możliwe. Co więcej, nie zapominaj, że dodatkowy akumulator również musi być regularnie ładowany, więc dobry prostownik jest również jednym z niezbędnych komponentów. Chyba, że zdecydujemy się na hybrydę. Z pewnością w przypadku wyższych mocy w ofercie znajduje się wiele falowników, które można również wykorzystać do ładowania akumulatora z gniazdka 230 V.

Aby przeczytać ten artykuł kup e-wydanie
Kup teraz
Firma:
Tematyka materiału: Falowniki akumulatorowe, Niski prąd na wyjściu, wysoki prąd na wejściu, Jak długo wytrzymuje akumulator, Wysokie prądy wymagają grubych kabli, Rodzaje falowników, Falowniki z wyjściem prostokątnym, Falowniki ze zmodyfikowaną falą sinusoidalną na wyjściu, Falowniki z napięciem trapezowym na wyjściu, Falowniki z czystą falą sinusoidalną na wyjściu, Specyfikacje falowników, Moc ciągła, Moc szczytowa, Pobór prądu przez sam falownik, Sprawność falownika, Zintegrowane funkcje bezpieczeństwa, Sposób chłodzenia, Pilot zdalnego sterowania
AUTOR
Źródło
Elektronika dla Wszystkich czerwiec 2024
Udostępnij
Zobacz wszystkie quizy
Quiz weekendowy
Edukacja
1/10 Jak działa rezystor LDR?
UK Logo
Elektronika dla Wszystkich
Zapisując się na nasz newsletter możesz otrzymać GRATIS
najnowsze e-wydanie magazynu "Elektronika dla Wszystkich"