Dobór przetwornicy do akumulatora

Każda przetwornica napięci potrzebuje do poprawnej pracy akumulatora żelowego lub akumulatora AGM. Nie należy stosować akumulatorów z elektrolitem ciekłym gdyż te nie są przewidziane do pracy cyklicznej i do głębokich rozładowań,. Wyjątek może stanowić sytuacja gdy używamy przetwornicy samochodowej wraz z włączonym silnikiem a alternator utrzymuje stale wysokie napięcie akumulatora. Dobór przetwornicy do akumulatora w prawidłowy sposób zapewni długą eksploatację akumulatora bez niespodziewanych niespodzianek.

Dobór przetwornicy do akumulatora i jego typu

Możliwości są dwie pomijając bardziej egzotyczne konstrukcje takie jak akumulatory LiFePO4 lub LiON, akumulator żelowy oraz akumulator AGM. Ten pierwszy przewidziany jest do cyklicznych głębokich rozładowań, której jednak nie przebiegają zbyt dynamicznie a czas rozładowywania akumulatora jest dłuższy niż 5 godzin. Jeżeli więc decydujemy się na duży akumulator i niewielką przetwornicę wybór akumulatora żelowego będzie wyborem idealnym.

Druga opcja to akumulator AGM gdzie elektrolit uwięziony został w matach szklanych. Tego typu konstrukcja cechuje się zwiększona odpornością na szybkie rozładowywanie które odbywa się w czasie poniżej 5 godzin jednak nie krócej niż 2 godziny. Wybór akumulatora AGM będzie dobrą opcją jeżeli planujemy przetwornice o dużej mocy np 1000W lub więcej a do tego dysponujemy tylko jednym akumulatorem.

Pojemność akumulatora a przetwornica napięcia

Częstym błędem jest wybór dużej przetwornicy np 1500W mocy ciągłej do relatywnie niewielkiego akumulatora np 80Ah. 1500W mocy przy średnim napięciu 12V oznacza że ilość amperów pobierana z naszego akumulatora to aż 125A. Oznacza to, że jeżeli wykorzystamy taką moc ciągłą lub zbliżoną do niej przez czas 30 minut doprowadzimy do całkowitego rozładowania akumulatora. Przy okazji doprowadzimy również do gazowania elektrolitu wewnątrz akumulatora co może powodować puchnięcie akumulatora a nawet pęknięcie celi i trwałe uszkodzenia baterii.

Warto przyjąć, że dla akumulatora żelowego czas rozładowania nie powinien być krótszy niż 5 godzin a akumulatora AGM 2 godziny. Do obliczeń możemy zastosować poniższy wzór. Akumulator 110Ah / 5 godz = 22Ah oznacza to, że bezpieczny prąd rozładowania to 22A przez godzinę co przy 12V daje 264W możemy to zaokrąglić do 300W. Nawet jeżeli będziemy rozładowywać nasz akumulator z pełną mocą nie doprowadzimy do gazowania i nie uszkodzimy akumulatora. Oczywiście niektóre źródła twierdzą, że przy akumulatorach z elektrolitem zżelowanym czas ten można zmniejszyć nawet do 2 godzin ja jednak zalecałbym daleko idącą ostrożność zwłaszcza, że akumulatory żelowe nie kosztują mało i szkoda je uszkodzić.

Dla akumulatora w technologii AGM czas rozładowania to 2 godziny a więc. 110Ah / 2 godz = 55Ah * 12V = 660W co możemy zaokrąglić do 700W. Oczywiście możemy stosować chwilowe większe moce o ile są one krótkotrwałe przez kilka – kilkanaście minut ale nie doprowadzają do głębokiego rozładowania akumulatora.

Moc przetwornicy w stosunku do akumulatora żelowego

Poniżej przedstawiamy proponowane moce przetwornicy do akumulatora żelowego:

60Ah – 144W (zalecana moc ciągła) 300W (zalecana moc chwilowa)
90Ah – 216W (zalecana moc ciągła) 500W (zalecana moc chwilowa)
165Ah – 396W (zalecana moc ciągła) 1000W (zalecana moc chwilowa)
220Ah – 528W (zalecana moc ciągła) 2500W (zalecana moc chwilowa)
2x220Ah – 1060W (zalecana moc ciągła) 4000W (zalecana moc chwilowa)

Dla akumulatorów AGM moc będzie analogicznie większa. Stosując właściwie dobraną przetwornicę napięcia do typu akumulatora oraz jego pojemności zagwarantujemy długo prace akumulatora przez wiele lat oczywiście o ile będziemy stosować się do zasad właściwego przechowywania akumulatorów w czasie ich nieużywania oraz do poprawnych zasad eksploatacji.

Sprawność przetwornicy napięcia i wpływ na rozładowanie akumulatora

W zależności od rodzaju przetwornicy i od ilości wydanych pieniędzy możemy oczekiwać różnej sprawności przetwornicy. Sprawność oznacza parametr ile przetwornica zużyje prądu na zamianę energii elektrycznej stałej w przemienną. Produkty wysokiej jakości oparte o transformator uzyskują sprawność nawet 92%. Oznacza to że po przetworzeniu 100W energii stałej uzyskamy 92W energii przemiennej.

Jeżeli jednak wybierzemy tanie rozwiązanie transformatorowe możemy liczyć się ze sprawnością na poziomie 80W a więc stracimy 20% energii na samej zmianie. Jest to też mocno uzależnione od ciepła przetwornicy w przypadku konstrukcji tranzystorowej.

Przetwornica napięcia o niskiej sprawności będzie rozładowywała nasz akumulator znacznie szybciej niż ta o wysokiej prawności a straty te należy uwzględnić przy doborze wielkości akumulatora.