Przetwornica napięcia 12/230V jako zasilanie awaryjne.
Ostatnie lata pokazały, że sezon jesienno-zimowy bywa w naszych warunkach klimatycznych bardzo dynamiczny pod względem pogody i zamiast śniegu i niskich temperatur mamy raczej aurę bardzo zmiennych temperatur i częstych huraganów. Wiąże się to niestety z awariami prądu, spowodowanymi zerwaniem napowietrznych linii energetycznych. Poniżej podpowiadamy jak zabezpieczyć się przed konsekwencjami takich awarii i zapewnić sobie niedrogie i wydajne źródło prądu na czas przerwy w zasilaniu.
Spis treści:
- Alternatywne źródła zasilania podczas awarii prądu.
- Przetwornica napięcia – zasada działania i budowa.
- Rodzaje inwerterów i ich przeznaczenie.
- Zalety i wady falownika.
- Jak dobrać przetwornicę napięcia.
1. Alternatywne źródła zasilania podczas awarii prądu.
W sezonie jesienno-zimowym szczególnie przykre dla Użytkowników są przerwy w zasilaniu, ponieważ oprócz tak oczywistych odbiorników jak oświetlenie czy ładowarki do telefonów, musi również pracować ogrzewanie.
Najbardziej popularnym awaryjnym źródłem energii jest bezsprzecznie agregat prądotwórczy, o którym wielokrotnie już pisaliśmy np. w artykułach „Jak dobrać agregat prądotwórczy?” czy „Inteligentne zasilanie – jak dobrać agregat z automatyką SZR?”.
Dla obiektów ogrzewanych elektrycznie (elektryczne ogrzewanie podłogowe, grzejniki elektryczne, pompy ciepła, itp.) na razie nie ma alternatywy dla agregatu prądotwórczego, moc potrzebną do zasilenia takiego typu ogrzewania najtaniej zapewni właśnie agregat, natomiast dla obiektów ogrzewanych konwencjonalnym piecem (na paliwo stałe, płynne lub gazowe) można zastosować inne rozwiązanie – przetwornicę napięcia i akumulator. W tym artykule zajmiemy się właśnie przetwornicami, ich zasadą działania, rodzajami i doborem.
2. Przetwornica napięcia – zasada działania i budowa.
Przetwornica napięcia, zwana jest też inwerterem lub falownikiem i właściwie określenie FALOWNIK najlepiej opisuje zasadę jej działania, ponieważ jest to urządzenie, które przetwarza napięcie stałe DC (z akumulatora) na napięcie zmienne AC (takie jak w gniazdku elektrycznym) za pomocą tranzystorów IGBT oraz przetwornika falowego.
Dzięki przetwornicy można prądem ze zwykłego akumulatora samochodowego 12V zasilić urządzenia wymagające prądu 230V.
Większość przetwornic DC/AC jest zbudowana podobnie – urządzenie ma postać pudełka/boxu, z którego z jednej strony wychodzą przewody czarny i czerwony, zakończone najczęściej klamerkami na klemy akumulatora, a z drugiej strony posiada gniazdo 230V lub (w zależności od mocy i konfiguracji urządzenia) dwa gniazda 230V i wejścia USB do bezpośredniego ładowania np. telefonów. Często w przetwornicach stosowane są wymienne kable do podłączenia akumulatora i kabel z wtyczką pod gniazdo zapalniczki, jednakże trzeba pamiętać o tym, że taką wtyczkę można stosować tylko do zasilania odbiorników o niskim poborze prądu, ponieważ przy zwiększonej mocy odbiornika gniazdo zapalniczki ulegnie zniszczeniu (najczęściej się przegrzewa, co stanowi zagrożenie pożarem) ze względu na niską przepustowość samego gniazda. Moc pobierana poprzez wtyczkę zapalniczki nie może przekroczyć 120W dla bezpiecznika 10A i 192W dla zabezpieczenia 16-amperowego. Oczywiście przewód z wtyczką pod zapalniczkę możemy podłączyć jedynie bezpośrednio do samochodu. W przypadku zasilania awaryjnego pieca CO takie rozwiązanie raczej nie wchodzi w rachubę, ponieważ łatwiej jest przenieść akumulator z przetwornicą w pobliże pieca niż przeciągać w to miejsce przedłużacz od samochodu. Trzeba też pamiętać, że przy zastosowaniu przedłużacza wystąpią straty na mocy urządzenia.
Warto tutaj wspomnieć o mocy przetwornic – ta podawana jest w dwóch wartościach ciągłej i maksymalnej np. 300/600W. Moc ciągła jest to wartość, którą przetwornica może być obciążana przez cały czas, natomiast moc maksymalna jest to wartość chwilowa, potrzebna do rozruchu urządzeń o trudniejszym starcie – np. lodówka pobiera przez cały czas pracy około 150W ale w momencie startu kompresora jest to nawet 400-500W.
3. Rodzaje inwerterów i ich przeznaczenie.
Podstawowy podział inwerterów obejmuje ich zróżnicowanie ze względu na napięcie wejściowe. W zależności od tego jakim akumulatorem dysponujemy zawsze dobieramy przetwornicę do napięcia akumulatora – akumulator o napięciu 12V należy sparować z przetwornicą 12V, analogicznie należy postąpić z akumulatorem 24V i podłączyć do niego przetwornicę o napięciu wejściowym 24V.
Kolejny podział skupia się na określeniu parametrów prądu wyjściowego pod względem generowanej częstotliwości i tu wyróżniamy falowniki sinusoidalne oraz falowniki z sinusoidą modyfikowaną (tzw. prostokątną). Przetwornice sinusoidalne na wyjściu podają prąd zmienny o częstotliwości równej 50Hz, zalecany do zasilania bardzo czułych urządzeń elektronicznych bez własnego zasilacza oraz do odbiorników indukcyjnych.
Przetwornice z sinusoidą modyfikowaną generują prąd o wykresie częstotliwości prostokątnym i sprawdzają się znakomicie do zasilania większości odbiorników AGD i RTV, ponieważ te w większości przypadków nie wymagają zasilania prądem o pełnej sinusoidzie ze względu na to, że i tak posiadają wbudowane zasilacze impulsowe, które zmieniają napięcie sieciowe 230V AC na napięcie o niższych parametrach.
4. Zalety i wady falownika.
Niewątpliwą zaletą falownika użytkowanego jako zasilanie awaryjne jest jego niska cena – przetwornice 12/230V o pełnej sinusoidzie to koszt w zależności od mocy od 600,00 do 1.500,00 zł, natomiast te z sinusoidą modyfikowaną kosztują od około 150,00 do 500,00 zł. Doliczając do tego nawet koszt zakupu akumulatora (choć większość osób dysponuje akumulatorem z samochodu), można założyć, że w kwocie 500,00 zł uda się zapewnić kilkugodzinne zasilanie pieca Centralnego Ogrzewania w przypadku awarii prądu co jest w porównaniu z zakupem agregatu i późniejszą jego obsługą bardzo niskim kosztem.
Kolejną zaletą jest mobilność takiego rozwiązania – zestaw akumulator + przetwornica jest łatwy do przenoszenia i ustawiania w dowolnym miejscu i nie generuje spalin tak jak w przypadku agregatu, a co za tym idzie można takie rozwiązanie stosować w zamkniętych pomieszczeniach.
Łatwa i szybka instalacja również jest sporym atutem inwerterów – wystarczy podłączyć klamerki do klem akumulatora i wpiąć wtyczkę odbiornika w przetwornicę aby przywrócić zasilanie najważniejszych odbiorników w domu.
Niestety istnieją też wady takiego rozwiązania i główną jest ograniczona moc przetwornic napięcia – falownik o mocy 1500W jest już dużym urządzeniem, więc zasilanie czajników czy mikrofalówek nie wchodzi w rachubę. Problemem jest również ograniczony czas pracy takiego urządzenia – zależy on od pojemności podłączonego akumulatora i zwykle zamyka się w kilku godzinach przy niewielkim poborze np. przy podłączeniu pomp obiegowych i sterownika od pieca CO.
5. Jak dobrać przetwornicę napięcia.
Aby właściwie dobrać przetwornicę do swoich potrzeb należy w pierwszej kolejności określić zapotrzebowanie na moc podczas awarii i wybierając takie rozwiązanie należy się ograniczyć do najważniejszych odbiorników bez których normalne funkcjonowanie nie jest możliwe. Do takich odbiorników zaliczamy pompy obiegowe i sterowniki pieca Centralnego Ogrzewania (zwykle około 250-300W), lodówki (około 150W) oraz oświetlenie pomieszczeń (ledowe to około 10W na pomieszczenie) przy czym należy też policzyć straty przy zastosowaniu przedłużacza dłuższego niż 5m (30m to około 10%). Ważnymi odbiornikami są też ładowarki do telefonów, natomiast wykluczyć należy takie urządzenia jak czajniki, kuchenki, mikrofalówki, pralki czy zmywarki. Podczas awarii można gotować na kuchence gazowej lub na turystycznych kuchenkach na kartusze gazowe a zmywać czy prać po prostu ręcznie.
Przy wyborze inwertera należy też wziąć pod uwagę akumulator jakim dysponujemy. Jeśli jest to samochodowy akumulator 60Ah to przy przetwornicy o mocy ciągłej 300W i takim poborze zapewnimy zasilanie na około 2 godziny. Jeśli akumulator ma pojemność 100Ah to inwerter 600W z poborem 600W wystarczy na około godzinę i 45 minut ale już przy poborze 300W zwiększy się czas do około 3,5 godziny. Są to oczywiście wyliczenia czysto teoretyczne, ponieważ pobór prądu nigdy nie jest jednakowy w czasie a zdolności i pojemność akumulatora używanego w samochodzie również mogą być różne dla różnego okresu i warunków użytkowania. Generalnie należy kierować się zasadą, że do akumulatorów o pojemnościach 55-60 Ah nie powinno się stosować przetwornic o generowanym prądzie ciągłym większym niż 700W oczywiście przy założeniu pracy kilkugodzinnej. Falowniki o mocy większej, nawet przy niskim poborze szybciej wyczerpują akumulator.
Do podstawowego zasilania awaryjnego pieca CO i oświetlenia przy zastosowaniu akumulatora 12V o pojemności 50-60Ah polecamy przetwornicę 300/600W. Jeżeli zasilania wymaga również lodówka to idealnie sprawdzą się falowniki 600/1200W i 700/1500W.
Przy założeniu sparowania inwertera z akumulatorem 12V o pojemności 80-120Ah idealnie sprawdzi się inwerter 900/1800W.
Do akumulatorów o napięciu 24V polecamy przetwornice o mocy 600/1200W dla mniejszych poborów, natomiast dla odbiorników o większym poborze doradzamy zakup falownika 1100/2200W.
Jeżeli mają Państwo wątpliwości jaką przetwornicę napięcia wybrać zapraszamy do kontaktu z naszymi doradcami handlowymi – zawsze chętnie pomożemy dobrać urządzenie do indywidualnych potrzeb i przekażemy naszą wiedzę i doświadczenie w tym zakresie.