В основному це міф, що набагато ефективніше живити прилади постійного струму, як-от ноутбуки, на повноцінній постійній системі постійного струму, а не використовувати інвертор, а потім наявний перетворювач змінного струму замість 1 .
Давайте розглянемо ваше перше питання:
1) Наскільки неефективно підвищити 12 В до 120 В, а потім повернутись до 12 В, як при використанні традиційного інвертора автомобільного живлення для живлення ноутбука (тобто потужність акумулятора 12 В збільшується до 120 В за допомогою силового інвертора, а потім назад до 12 В живлення ноутбука)?
Це залежить від вашого обладнання, але це не занадто страшно. У вас є дві основні перетворення: перетворення постійного струму - в змінного струму в інверторі та перетворення змінного струму в постійний струм в джерело живлення для пристрою.
Більшість сучасних інверторів якості мають більш ніж 90% ефективності, і багато хто наближається до 95% ефективності на значній частині своєї робочої області. Дуже дешеві або малі інвертори можуть бути гіршими, можливо, в низькі 80-ті і навіть хороші інвертори часто менш ефективні при роботі з дуже низькою потужністю відносно їх номінальної потужності.
Для сторони змінного струму -> DC ви знайдете більше дисперсії. Деякі перетворювачі якості, наприклад, ті, що постачаються з деякими ноутбуками фірмових брендів, наближаються до 90% ефективності, але багато інших - від 70% до 80%. Дуже малі перетворювачі постійного струму -> постійного струму, такі, як, наприклад, USB-розетки, є дещо менш ефективними, ніж у перетворювачів буде менше обмежень.
Загалом тоді ви дивитесь на найкращі втрати, можливо, 15% (95-ефективний інвертор з 90% -ним джерелом живлення), в найгіршому випадку з розумним інвертором, можливо, 40% (інвертор у високі 80-ті роки в поєднанні з 70% живленням 2 .
Тепер також врахуйте, що контур постійного струму "від кінця до кінця", як правило, також потребуватиме перетворення постійного струму, якщо пристрій не працює саме під напругою (скажімо, 12В або 24В) вашої постійної мережі. Ця конверсія, ймовірно, буде в кращому випадку такою ж ефективною, як одна з перерахованих вище конверсій. У гіршому випадку, якщо ви купуєте один з різних регульованих перетворювачів долара / підсилювача з широкими діапазонами вводу та виходу, ефективність може бути значно нижчою, якщо він працює поза його ідеальним діапазоном. Отже, ігноруючи всі інші фактори, навіть можливо, що повний маршрут постійного струму вже є менш ефективним, ніж змінного струму!
Однак припустимо, що повний шлях постійного струму теоретично дещо ефективніший, ніж шлях DC-AC-DC, можливо, на 10%. Ось недоліки повного шляху постійного струму, який може перевершити цю невелику перевагу:
- Щось на кшталт будинку (або RV або будь-якого іншого), як ви згадуєте в пункті 2, вже буде наявна 120-провідна електропроводка: електроприлади на повній системі постійного струму потребують або розташування цих приладів дуже близько до акумуляторної батареї, або запуску другого електроживлення постійного струму Система докладає значних зусиль (додати електропроводку до існуючого будинку набагато складніше, ніж робити це під час його будівництва - якщо ви не заперечуєте проти неприємного). Крім того, ви зіткнетесь з такими проблемами, як відсутність стандартної розетки для живлення постійного струму (прикурювач, мабуть, є найближчою широкою підтримкою, але не підходить для багатьох цілей).
- Низькі напруги за своєю суттю менш ефективні, ніж більш високі напруги для передачі: і тому, що заданий абсолютний перепад напруги являє собою більш високу відносну частку від загальної напруги, і тому, що пропорційно більше струму потрібно для подачі тієї ж потужності. Цей ефект є приблизно квадратичним: система 12В приблизно страждає 100 разівпадіння напруги як дроти одного і того ж датчика при 120 В одного і того ж датчика для подачі тієї ж потужності. Приклад: понад 10 футових електроприводів потужністю 14 AWG, для навантаження 120 Вт, для системи 120В потрібно 1 ампер і відбувається зниження напруги 0,042% - в основному помилка округлення. Приладу на 12 В такої ж потужності знадобиться 10 амперів і буде падати напруга на 4,2% - тому за 10 футів 14 AWG ви вже втратили стільки ж енергії, скільки втратили б у хорошому інверторі. У будинку ви можете легко провести електропроводку довжиною 50 або 100 футів, що призведе до падіння напруги постійного струму, що робить систему нестійкою - навіть при невеликому навантаженні 120 Вт. На практиці вам потрібно буде використовувати значно більший датчик дроту для протидії цьому: значна вартість, яка може бути замість цього просто витрачена на більше сонячних батарей або батарей.
- За замовчуванням є змінного струму: майже кожен прилад, який ви купуєте, за замовчуванням поставляється зі штепселем змінного струму. Є всілякі прилади, де ви також можете придбати версію постійного струму, але часто із значно зменшеним вибором. Так, можнапридбайте холодильник з постійним струмом, але вам доведеться вибирати з 1 або 2 дивних моделей у вашому місцевому магазині сонячних батарей. Вони часто вдвічі перевищують ціну холодильника, який ви купуєте де-небудь ще, і базуєтесь на старій моделі, яка по суті може бути менш ефективною. Те саме для вентиляторів, що живлять постійний струм, телевізорів, кавоварок, що завгодно. Так, вони існують, але зараз ринок є незначним, оскільки наступний вибір. Ви витратите більше грошей і будете менш задоволені тим, що закінчите, ніж ви коли-небудь заощадите на "втратах перетворення змінного струму". Єдиний підхід, який працює тут - отримання речей, які працюють на змінного струму, але мають зовнішню цеглу змінного струму змінного струму: ви можете пропустити цеглу і підключити систему постійного струму безпосередньо (але знову ж таки напруги зазвичай дивні речі, такі як 17В, 21В, тощо, тому ви все одно потребуєте конверсії).
Тож я буду таким, що здається одиноким голосом тут, і скажу, що будь-яка велика або середня величина "системи постійного струму" насправді не має сенсу просто економити на втратах при конвертації, коли ви підключаєте нестандартні пристрої. 120 В змінного струму насправді є досить розумним методом розподілу енергії, тим більше, що це типовий вхід для майже всього, що ви купуєте. Втрати на конверсію досить сучасні на сучасному обладнанні, і зазвичай ви не можете уникнути втрат при конвертації повністю навіть при повній системі постійного струму.
1 Я іноді називаю це підходом DC-AC-DC.
2 Звичайно, ви можете підштовхнути гірший випадок набагато далі, якщо шукаєте дійсно неефективний інвертор (але це під вашим контролем) і знайдете якийсь пристрій зі страшним (або просто старим) SMPS або лінійним регулятором, який дуже неефективний.