Наделавшая шуму батарея от Tesla, позволяющая накапливать энергию и отдавать её домашним потребителям по необходимости пока ещё вызывает много вопросов. Действительно ли это будет выгодно домовладельцам, и нужно ли это им вообще. Но для тех, кому это интересно, специалист по электрическим системам Пол Селф делится мыслями на эту тему в своём блоге.
По крайней мере, те, кому повезло обустроить свой домик в очень солнечных местах, типа Калифорнии и ей подобных, могут накапливать солнечную энергию днём, и затем потреблять её по необходимости. Или же бывает так, что ночные тарифы сильно отличаются от дневных, благодаря тому, что ночное потребление гораздо меньше дневного, и этот момент хотят как-то сгладить энергетические компании. Тогда можно насосать дешёвой энергии ночью и пользоваться ею днём.
Так или иначе, но возникает вопрос с проводкой и потребителями. Исторически мы все уже давно используем переменный ток напряжения 220-240 В в большинстве стран мира, или 100-120 В на американском континенте, где и метрическую систему тоже не любят. Частота тока составляет обычно 50-60 Гц.
Но суть в том, что любые альтернативные источники энергии, будь то солнечные панели, ветряк или даже персональная гидроэлектростанция на базе ближайшего ручья, как и сама домашняя батарея, выдают постоянный ток. Если мы возьмём популярные нынче солнечные панели, то они выдают постоянный ток (десятки вольт). Он поступает в аккумулятор, а дальше перед использованием его приходится преобразовывать в высоковольтный переменный ток, что приводит как минимум к 20% потере энергии, в зависимости от преобразователя.
Ирония в том, что большинство современных устройств снова преобразовывают ток из переменного обратно в постоянный. Смартфоны, планшеты, компьютеры, ноутбуки, телевизоры, холодильники, телеприставки, ресиверы – этим устройствам высоковольтный переменный ток не нужен. Даже лампочки работают гораздо лучше на токе напряжением 12 В, для чего им приходится ставить трансформатор. А это преобразование снова влечёт ещё одну 20% потерю энергии.
Итого у нас остаётся 100 * 0.8 * 0.8 = 64% от первоначальной энергии. Погодите-ка – это что же, всего 2/3? Угу. Да, конечно, кондиционеры, водонагреватели и электроплитки не будут преобразовывать ток в 12В DC. Но если уж вы решили слезть с иглы энергокомпании, а энергии солнца в вашей местности вполне достаточно, лучше уж нагревать воду в солнечном коллекторе, а готовить на газу.
В общем, выходит, что для повышения эффективности необходимо не только лишь взгромоздить на крышу солнечную батарею, а в гараже поставить пару аккумуляторов. Нужно переделать проводку так, чтобы все потребители, довольствующиеся постоянным током, получали от аккумуляторов сразу именно такой ток, какой им нужен.
Комментарии (69)
Lol4t0
29.05.2015 21:06+4Отлично
Есть пара момоентов:
Самым мощным потребителям: нагревателям и дивгателям — 220 вполне подходит
Нужны провода в 5 раз больше диаметром
KivApple
29.05.2015 22:15+2Думаю имелось ввиду, что такие мощные приборы в современном доме можно по пальцам пересчитать, поэтому можно провести специально для них высоковольтную проводку, а для остальных девайсов низковольтную.
Loki3000
02.06.2015 12:13По пальцам-то можно, только вот пальцев нужно порядочно.
Навскидку:
плита, духовка, микроволновка, электрочайник, посудомойка, стиральная машина, теплый пол, утюг, фен…
список можно подсократить, а можно и увеличить, но в любом случае речь идет о двух полноценных проводках.
BubaVV
29.05.2015 21:41+3Написал бы кто-нибудь пост про историю перехода с 110/127 на 220. В сети информации почти нет
leon_ti
01.06.2015 10:46Если вкратце, то переход 127->220 был связан с ростом потребляемой мощности и желанием уменьшить потери на распределительных сетях. Поскольку нагрев пропорционален квадрату тока, а ток пропорционален первой степени напряжения, при увеличении напряжения заметно падает нагрев проводов. При равной потреблённой мощности, разумеется.
vilgeforce
29.05.2015 23:32+4«или даже персональная гидроэлектростанция на базе ближайшего ручья, как и сама домашняя батарея, выдают постоянный ток.» — А мужики-то не знаю, что с генератора, на самом деле, переменный ток идет…
HunterSpy
30.05.2015 00:30+1если не делать индивидуальный проект, то частота вращения генератора не будет совпадать с частотой сети, далее по скольку поток воды не постоянен то частота вращения генератора будет плавать… Вообщем энергию от генератора в начали переобразовывают в постоянную, а из неё делают переменную синхронизиванную с частотой сети и стабильную по напряжению.
в чистом виде энергию с генератора можно пусть на нагрев скажем накопительной емкости с водой, обычно так и поступают когда батареи уже заряжены.vilgeforce
30.05.2015 00:33+2И все же с обмоток ток идет переменный…
HunterSpy
30.05.2015 14:27+1С обмоток идет переменный, а на выходе с гидроэлектростанции на ближайшем ручье скорее всего идет постоянный.
OvO
30.05.2015 00:13+11Даже лампочки работают гораздо лучше на токе в 12 В, для чего им приходится ставить трансформатор
Чем лучше-то работают? Почему ток в вольтах, вы случайно не журналист по профессии?
SLY_G Автор
31.05.2015 19:41ток != сила тока.
Добавил слово «напряжение».
По профессии я инженер-математик.OvO
02.06.2015 14:03Скорее сила тока ? ток, как его количественная характеристика, чего нельзя сказать о напряжении.
Даже лампочки работают гораздо лучше на токе напряжением 12 В
Вот здесь я согласен — с током лампочка работает лучше, чем без него.
По профессии я инженер-математик.
Это я спросил не посмотрев автора, у вас очень занимательные статьи, которые позволяют оценивать куда катится этот мир. А не ошибается тот, кто ничего не пишет.
На самом деле основной вопрос — почему у 12В лампы кпд выше чем у 220В (при равной мощности и типе)? Для ламп накаливания, как я подозреваю, это может быть связано с увеличением площади нити для пропускания большего тока, а для люминесцентных это не очевидно.
evorios
30.05.2015 09:27+1Бразилия выпендрилась, как и Япония, но с Японией понятно — там все весьма странное.
Nomad1
30.05.2015 13:03+7А с чего бы солнечной панели давать 12 Вольт? Каждый элемент, в зависимости от технологии дает от 0.5 до 4 вольт, из них собирают блок на 30-50 элементов, а сами такие панели соединяют в зависимости от ситуации, но в основном последовательно. В результате получается разумный ток и высокое напряжение, современные инверторы на вход берут не 12 или 24 вольта с панелей, а 200 и больше. Если же вообще все батареи соединить параллельно, то мы получим низкое напряжение и огромный ток, что как минимум светит огромными потерями на проводах.
Отдельный разговор с низковольтной домашней сетью. Сам эту идею обдумываю очень давно и явно видно, что разводить по дому 12 вольт выходит откровенно невыгодно: допустим, у нас потребитель на 4 ампера (ноутбук с зарядкой на 50Вт) и надо проложить к нему 15 метров кабеля. Простой подсчет на калькуляторе говорит, что при допустимых потерях в 5% (проседание до 11.4В) для такой длины сечение кабеля должно быть 6мм2. Кто не представляет себе кабель с 6мм2 сечением могу подсказать, что это почти такой, как в бронепроводах к свечам в машине. А что будет если нам надо запитать от одной розетки потребителя на 500Вт и он в 20 метрах от инвертора? Надо подать 40 Ампер при 12 Вольтах (условно скажем, что чайник 12-вольтовый) по проводам сечением 50мм2, т.е. 8 мм меди в диаметре каждый! Вы точно готовы медной арматурой прокладывать сеть по дому? :)
ntfs1984
30.05.2015 16:58-8Глупости говорите.
Как всегда смешали в кучу амперы, вольты, ватты…
а) Допустим, у вас потребитель на 4 ампера (ноутбук с зарядкой на 50Вт). Берите амперметр, втыкайте последовательно с зарядкой, и подумайте, почему он показывает всего ампер.
б) Выбросите свой калькулятор, сходите в сарай за 12-ти вольтовой лампочкой, и подсоедините ее сначала метровым проводом, а потом 20-метровым, и погуглите, почему она светится одинаково.
в) Условно скажем что чайник 12-вольтовый? Да чайнику вообще насрать на вольтаж, в разогреве участвует сила тока, вы закон Джоуля Ленца должны были еще в школе изучать, в 9-м классе.
г) Сложно себе представляю, что можно питать 12 вольтами, потребляющее 500 Вт. Пушку Гаусса? Из практики, оттестировано портативным ваттметром: ЖК телевизор 39" — 30-40Вт, монитор 27" — 18Вт, ЛЕД-светильник — 9Вт, Неттоп — 15Вт, Ноутбук на AMD E-350 — 17Вт, паяльник советский — 50Вт, роутер — 2Вт.
Резюмируя, скажу:
У меня дома проложено три вида проводки: основная 220В, основная 12В, резервная 220В. Резервное 220В подведено не ко всем розеткам, 12В естественно стабилизированное и оба этих напряжения работают при отключении электричества.
На 12В работают неттоп, ноутбук, светодиодное освещение, зарядки для гаджетов, в планах переделать телевизор когда гарантия закончится.
Средняя длина 12В провода — 15 метров. Все прекрасно работает без потерь, ваттметр в начале линии показывает правильную потребляемую мощность, соответственно девайсам.
Так что идея статьи все равно годная :)Nomad1
30.05.2015 17:41+4К сожалению, коллега, я не услышал аргументы, кроме вашего опыта. Выбросить калькулятор и «насрать» не звучат как аргументы.
а) Если у меня в задаче условный потребитель на 4А, то амперметр покажет 4А, при чем тут все остальное, разве это меняет что-то в задаче? Конечно, потребляемая мощность будет меньше маркировки на блоке питания 220В, но это как бы не значит, что проводку надо рассчитывать под 1\2 от этой маркировки.
б) Окей, кеп, выкидываем калькулятор, берем 0.75 ШППВ 20 метров, подключаем набор потолочных LED лампочек на 200 Вт. Что происходит дальше? Горят лампочки или провод?
в) Ну да, 12-вольтовый походный\автомобильный чайник на 500Вт, что тут необычного?
г) Мне тоже, потому и был упомянут походный чайник. %)
д) > Средняя длина 12В провода — 15 метров. Все прекрасно работает без потерь, ваттметр в начале линии показывает правильную потребляемую мощность, соответственно девайсам.
А что показывает вольтметр и амперметр в конце линии? Дайте угадаю: напряжение на 0.5 вольта меньше, а ток — немного больше?
Вообще, ваши примеры показывают, что у вас несущественно малое потребление, даже все перечисленные девайсы вместе меньше 150 ватт мощности потребляют, включая паяльник. Под такой мизер, особенно если плевать на проседание напряжения, можно и садовый удлинитель приспособить. А вот что со стиралкой, котлом, насосами, чайником, холодильником будете делать? Два набора проводов в стенах? А если таки как в статье — все розетки только на 12 и к каждому из «больших» потребителей будет сетевой инвертор с выходом 220В, а значит из вашей 12В сети могут в любой момент запросить не просто 20-24Вт, т.е. 2А, а 200 или 1200?
kumbr_87
30.05.2015 19:02+3MSI GeForce GTX 760 — 170 Вт+оставшаяся начинка ПК еще 150Вт= 320Вт. 320/12=26А ток. Провод диаметром 2.5мм и длинной 1 метр имеет сопротивление 0.0035Ом примерно в одну сторону. 15 метров провода имеют сопротивление 15*2*0.0035=0.1 Ом.
P=U*I, U=I*R, P=I*I*R=26*26*0.1=67.6Вт — столько будет рассеиваться на проводе при игре в игрушки на среднем ПК с 15-ти метровой проводкой 12В напряжения.ntfs1984
30.05.2015 20:14Не знаю. Проведу эксперимент — скажу.
Более того, проведу эксперимент, сколько хватит одного и того же аккумулятора на работу компьютера через 12 В, и на работу через преобразователь 12-220. Разумеется и там и там будет расстояние 20 метров.
А вы как думаете, где будут больше потери:
12В---20м--->12В источника, или в
12В->220В---20м--->220В->12В источника?kumbr_87
30.05.2015 20:24А почему вы во втором случае делаете вначале преобразование 12В->220В? Достаточно последовательно соединять солнечные батареи, да и в тесле на выходе не 12В а несколько сотен таким образом будет:
310В---20м--->12В, для примера КПД понижающих преобразователей уже около 95% итого при 320Вт нагрузки на преобразователе потери 16Вт.
idiv
30.05.2015 20:27Почему у вас источник 12 В? В приведенном примере на преобразования будет тратиться больше, это естественно, но это синтетический нереальный пример.
Те же солнечные панели уже производятся как правило на 36 В при максимальной мощности, соответственно в практике набирают 400-600 вольт для меньших потерь.ntfs1984
30.05.2015 20:38-1Вы смеетесь?
Панель два метра на метр, напряжение 45, средний ток 7.8, ток к.з. 8.5, масса 23 кг, цена 285 долларов (!!!)
Считайте, сколько таких надо соединить, чтобы получить 310В.
А накапливать чем будете? Последовательно соединенными 26-тью аккумуляторами?
Почему источник 12В? Да потому что большинство аппаратуры на него рассчитано, включая аккумуляторы и контроллеры заряда. И не убьет при прикосновении.
Не городите костыли там, где они не нужны.idiv
30.05.2015 21:17По цене никто ничего не говорил, сейчас речь только о физике. Солнечная батарея все еще недешевая игрушка. И цена продажи энергии в сеть в мире сейчас дороже, чем ее пользование, так что типичный пример использования — продавать все в сеть, покупать у поставщика местного обычную энергию, разницу в карман.
Теперь по вашему примеру. для получения 310 В нужно 7 таких панелей. Хотя зачем вам 310 В? Нужно получить аналогичное действующее значение (что это такое, и почему нужно оно, а не 310 В — смотрите в Википедии), а это 220 В. Для этого хватит 5 панелей. И да, накапливают обычно такими аккумуляторами или представленной панелью от Теслы. Да, их надо много, но на сегодня это далеко не самый типичный способ использования, но в частном доме выделить места для них вполне можно. Хотя они неплохо и в сарайчике рядом с домом стоять могут (свинцовые аккумуляторы не самая элегантная вещь).
Теперь к источнику. У вас потребители 12 В, а не источник. Он не должен быть 12 В, может быть любого напряжения.
А вопрос безопасность в токе. Напряжение до 50 В вообще считается безопасным, а вот постоянный ток уже от 300 мА вызывает фибриляцию не зависимо от напряжения. Напряжение же считается безопасным, так как нет пробоя кожи. Но если, например, отпариться в ванной то проводимость вырастет, так что будет один фиг, 50 там вольт или 12, может и так пробить. Или же рана, лопнувший волдырь (последнее — реальный случай) — и напряжение не играет роли, важен только ток.
Например, табличка для переменного тока upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/7f/IEC_TS_60479-1_electric_shock_graph.svg (она такая же для постоянного, только значения тока выше). Там напряжения нет.ntfs1984
01.06.2015 01:23Речь о целесообразности. Вы ведь доказываете, что целесообразнее натыкать кучу дополнительной хрени, лишь бы передавать напряжение без потерь. Я пытаюсь доказать, что эти потери в случае передачи 12 вольтового напряжения, меньше по деньгам, чем система с высоким напряжением.
310В не нужны.
Естественно у нас потребители 12В, а источник должен быть таким, чтобы без излишней траты финансово-трудовых средств, донести энергию к потребителю. В постпредыдущем абзаце, вы сначала предлагаете сделать нефиговый такой костыль из батарей для получения 220В, чтобы через 10-20 м, через второй нефиговый костыль перевести их в 12В. При том, что оба устройства (что потребитель, что источник) изначально низковольтные.
Ну вот, вы подтвердили мое нежелание убиваться высоковольтным напряжением.idiv
01.06.2015 07:53Причем тут «сделать костыль»? Это стандартное решение как раз, а ваше желание получить 310 В постоянного тока говорит, что в теме вы не особенно разбираетесь, в особенности токов короткого замыкания и безопасности.
Для доказательства вашей правоты вы придумываете велосипед с ненужными и не встречающимися для таких целей преобразованиями.
kumbr_87
30.05.2015 22:09+1Да, я смеюсь. Потому что:
1. Изначально батарея содержит большое количество элементов соединенных последовательно-параллельно. И нет никакой разницы получать с батареи 360В с током 1А или получать с батареи 12В с током 30А. Ключевым фактором является мощность и она в первом и втором случае составит 360 Вт.
2. При 12В батареях потери начинают проявлять себя уже при простом соединении панелей. и подключении их к контроллеру. Для примера для адекватной мощности батарей расстояние до контроллера будет минимум метров 5. Например для простоты расчетов суммарная мощность панелей 1200Вт (12В 100А) Возьмем довольно толстый провод диаметром 5мм, площадь сечения около 20мм^2, сопротивление 5 метров провода будет 5*2*0.0008= 0.008 Ом. Потери на проводе составят I*I*R=100*100*0.008=80 Вт. До контроллера по проводам дошло только 93% энергии.
Если бы мы имели батарею на 1200Вт (300В 4А) с тем же проводом мы получили бы потери I*I*R=4*4*0.008=0.128 Вт. До контроллера дошло 99.989% энергии. Комментарии по этому пункту излишни я думаю. Продолжаем.
3. Никто не мешает изготовить балансир и контроллер на десяток другой аккумуляторов. Если бы вы изучили область то знали бы что изготовление устройств на 300В 4А проще чем изготовление устройств на 12В 100А. При высоких токах возникают большие проблемы с потерями на ключах и высокой индуктивностью. Хотя бы фен при 2 кВт при питании от 12 А попросит кушать ток 166А. Размыкание такого тока дает много интересных паразитных эффектов.
4. Использование свинцовых аккумуляторов тоже таит в себе нюансы и некоторые особенности. Например такие аккумуляторы не любят длительных больших токов и не надейстесь что свинцовый аккумулятор 12В 100А*ч будет рад выдавать вам 1.2кВт в течении часа (12В*100А). Такие аккумуляторы могут выдавать ток 1С (100А для данного примера) не больше нескольких минут и это крайне негативно сказывается на жизни аккумулятора. Нормальный ток для свинцовых аккумуляторов 0.05С и ниже, т.е. для примера с аккумулятором 12В*100А это ток 5А или 12*5=60 Вт и ниже. Если вы планируете включать источники хотя бы на 600 Вт вам уже понадобится как минимум 10 Аккумуляторов, если вы конечно не планируете менять их раз в месяц.
4. Также свинцовые аккумуляторы не любят и глубокого разряда. Например при 30% разряде аккумулятор за 1200 циклов теряет половину емкости, при 50% разряде он теряет половину емкости уже при 600 циклах и при 100% разряде аккумулятор не проживет больше 200 циклов. Что опять же требует большого количества аккумуляторов для их длительной работы без замены.
5. По поводу опасности. В любом случае вам придется подумать о качественной изоляции. Случайное замыкание проводов с высоким током легко приведет к их свариванию и пожару, а низкое напряжение и якобы его «безопасность» уменьшит вашу бдительность. Использование высокого тока с низким напряжением также усложняет работу автоматов и защиты от КЗ из за различных индуктивных выбросов и т.д. Да и как уже упомянули, убивает ток, а не напряжение, при некоторых обстоятельствах это может стать фатальным.
6. По поводу цены. Стоимость панели зависит от ее мощности, а не от ее напряжения или тока. И в целом солнечная энергия это не дешевое удовольствие. Вам в любом случае понадобится раз в 5-10 лет менять полностью все солнечные батареи и все аккумуляторы, и, кстати толстые медные провода которые я приводил в пример, диаметром 5мм и которых потребуется два, по одному для каждого полюса питания, тоже не дешевые и не смотря на это они дают значительные потери т. е. потребуются значительно более толстые медные шины.
7. 12 В это не стандарт. Достаточно поковыряться в технике чтобы это понять. Самый распространенный вариант это ноутбук, большинство блоков питания ноутбуков выдают 18-19 В.idiv
31.05.2015 08:34+1Только один момент к пункту 6. Панели уже спокойно живут 25 лет (это фактические данные, не теория, за 40 лет эксплуатации) и аккумулятор свинцовый при проведении техобслуживаний, а не поставил и забы(и)л, 9-10 лет (типичный срок службы в связке с солнечными панелями).
ntfs1984
01.06.2015 01:39-11. Вы что, никогда не покупали солнечные батареи?
2. Вы что, никогда не подключали солнечные батареи?
3. Изготовление проще. Но так повелось, что из устройств в доме, высоковольтные только холодильник, стиралка, и микроволновка.
4. Вы плавно переехали с «220В не нужно» на «аккумуляторы не любят больших токов».
5. О качественной изоляции подумал, но никто не собирается подключать по 12В линии фен. Только электронику. Кстати спасибо за идею с автоматами, надо подумать. С учетом того, что я легко пробовал на язык свои 10А — врядли этот ток меня убьет.
6. Согласен за мощность и износ, и именно поэтому, чем меньше устройств в цепи — тем лучше.
7. Не стандарт. Однако мой 19В HP с успехом работает от 12В БП неттопа.Kitsok
01.06.2015 18:19Терпел-терпел, ну и не утерпел.
Итак, в моем доме, для того чтобы в нем было комфортно жить, есть стиральная и посудомоечная машина, холодильник и два кондиционера. Это чтобы комфортно.
А вот чтобы там вообще можно было жить, есть еще колодезный насос, фекальный насос, два компрессора в септике, два циркуляционных насоса на теплые полы, котел с автоподжигом и циркуляционным насосом, и привод ворот с двумя двигателями переменного тока.
Ни один из перечисленных электроприборов не работает на постоянном токе.
Ах, я забыл еще одну малость. У меня дома уже проложена проводка, и сечение её — 2.5 квадрата, то есть, через нее относительно безопасно можно прогнать 25 ампер, что на 12 вольтах составляет 300 ватт.
Освещение у меня сделано на люминесцентных лампах суммарной мощностью около киловатта (5А на 220В). Проводки в стенах — под километр.
Перекладывать?
Ну и в качестве вишенки к торту. С 2010 года, с осени, у меня стоит инвертор отечественного производства и два кислотных аккумулятора на 200А*Ч. И без тотальных переделок в доме, мне удалось зарезервировать критические системы (отопление, септик, интернет, сигнализация, ворота, интернет).
И вот нахрена мне в доме эта литий-ионная бомба за 3500 долларов?
idiv
30.05.2015 20:07+3>Все прекрасно работает без потерь
Да это Нобелевская премия, не меньше. Как и рассуждения про чайник с напряжением и токомntfs1984
30.05.2015 20:30-1Может быть. Онлайновые споры тем хороши, что можно до потери пульса гуглить на умных калькуляторах, с умным видом рассказывая «Это будет работать НЕ ТАК как надо», людям у которых это работает ТАК как надо.
Ну а я сторонник простого эксперимента. Взял лампочку, взял провод, подключил, посмотрел. Это же не сложно.idiv
30.05.2015 20:53+1>Ну а я сторонник простого эксперимента
Ну это в общем-то ерунда, а не эксперимент. Вы замеряли, сколько световой поток, или так, на глаз? У вас точность измерительных приборов достаточная для заявления «без потерь»? Сечение провода какое? Какая мощность лампочки? И ссылаясь на школу, вы школьный курс физики точно помните?
По пунктам:
а) вам уже сказали, что то, что он не потребляет пиковую мощность в данный момент, не значит что он ее потреблять не будет. Всегда нужно делать с небольшим запасом.
б) про этот «эксперимент» я уже написал выше. Ток не меняется, протекая по ветке от точки а к точке Б, если нет ответвлений. А вот напряжение падает, причем падает оно на dU=I*R, где I — ток в проводе, R — его сопротивление. Это школьный курс физики. Без потерь можно говорить только о сверхпроводниках, в обычных проводниках потери будут всегда.
в) этот пункт вообще шикарен. Вы здесь напутали все, к чему были претензии к первому автору в первом предложении. Еще раз к школьному курсу — нужно закипятить воду, для этого ей нужно передать необходимую энергию для повышения температуры. Эта энергия измеряется в Втч, те мощность в ваттах за определенное время. Мощность — это ток умноженный на напряжение. Таким образом, уменьшая ток необходимо увеличивать напряжение для получения той же мощности на выходе и наоборот. Т.е. мощность выхода так же зависит от тока, как и от напряжения. Это самый простой пример, но то же можно рассказать о кондиционере, вентиляторе, лампочке, да о чем угодно. В электрике важно знать, что ток определяет сечение, а напряжение — изоляцию, а не ваше «чайнику вообще насрать на вольтаж, в разогреве участвует сила тока».
г) 500 Вт может быть не одно устройство, а несколько. Так обычно делают.
Так лучше?ntfs1984
01.06.2015 01:13-3И тем не менее, вопреки вашим теоретическим познаниям — работает, на глаз, и практически без потерь. Вы сейчас пытаетесь спорить с устройствами, работающими больше года.
По пунктам:
а) Это как раз значит. Опять же, не гугля теории, берете компьютер (в моем случае неттоп), грузите стресс-тестами или игрой, замеряете его потребление. В моем случае это 15-20 ватт. 30 ватт он потреблять не будет, даже при вспышке на Солнце.
б) Ток не меняется. Напряжение падает. 20 метров (а в идеале и того меньше, ибо подключать логично звездочкой от центра дома, а не соплями) — незаметны для глаза, и даже для эксперимента. А это значит, что от того, что неттоп получил не 12в, а 11.5 — он не взорвался, не улетел к Солнцу, и не стал медленней работать.
в) После «передачи необходимой энергии для повышения температуры. Эта энергия измеряется в Втч» я больше не буду отвечать вам на сообщения после этого комментария. Чтобы закипятить воду, ей надо всего лишь передать температуру кипячения воды. Измеряется в градусах :)
Вы спорите, не имея представления, с чем спорите. Вам говорят «Есть система. Дает 12В, 10А. От нее работает освещение, ноутбук, неттоп, монитор, роутер. От блока питания до девайсов расстояние порядка 10 метров». Вы приводите какие-то формулы, примеры, цифры. Незачем. Электричество существует независимо от наших познаний о нем.
г) Не думаю, что сейчас в розетку у вас вставлено устройств на 500 Вт.
Так однозначно лучше, особенно улыбнуло про температуру в Втч.idiv
01.06.2015 07:59+2Отвечу только на два момента:
>Чтобы закипятить воду, ей надо всего лишь передать температуру кипячения воды
Вы в школе вообще учились? Формула Q=I?Rt о чем-то говорит вместе с Q=c*m*dT?
>Не думаю, что сейчас в розетку у вас вставлено устройств на 500 Вт.
Электрочайник 2000 Вт, стиральная машина 2200 Вт, кондиционер 700 Вт, время от времени фен на 1500 Вт, у родителей есть люстра на 600 Вт (особый случай, но подходит то один провод). В одну розетку каждый, так что да, 500 Вт легко превысить.
Ну и напоследок — как можно аргументировать свое мнение «работает, на глаз, и практически без потерь»?
Kitsok
01.06.2015 18:21Приезжайте. 25км по Киевскому шоссе. Сможете не только взять провод, но и подключить, и попробовать.
Только, чур, условие: проводка, ремонты и вообще все пробы — за Ваш счет, и чтобы на выходе получилось не хуже, чем на входе.
rdc
01.06.2015 15:43Комп на шестиядерном i7 с игровой видяхой легко скушает 500 ватт.
Кондиционер 12BTU потребляет порядка 1000-1500 ватт.
Nomad1
30.05.2015 13:27Кстати, в прошлом обсуждении АКБ Tesla упоминался в комментах самый реальный вариант — отключиться от магистрали и подавать 310 DC в домашнюю сеть. Логика и все расчеты говорят, что и проводка справится, и все индукционные и безтрансформаторные БП будут работать как раньше. Конечно же, потребители переменного тока работать перестанут, но и не сгорят (амплитудное напряжение не изменится). Пока не нашел серьезных аргументов против, потому буду заказывать у д. Ляо повышалку 24->310 DC вроде такой и проверять вживую.
Arlakz
30.05.2015 17:24+1Не, не надо.
Мне на уровне «нутром чую» не понравилось(у меня образование близкое, но было давно и уже очень многое забылось без применения), спросил знающего человека.
и он вашу идею раскритиковал в пух и прах:
логика говорит за то что у них мосты вынесет в бп сразу
потому что мощность каждого диода вдруг понадобится в 2 раза больше
и 300 постоянного и 220 переменного вообще разные вещи
кондеры некоторые не электролиты тоже есть шанс что вынесет
т.к. к переменному они более устойчивы (не все, но есть такие с пометкой х2)
какие-то импульсники — переживут
а те которые без двойного запаса на входе — сдохнут
а большинство сделано без запасов
либо на короткий импульс высокого напряжения
Так что садитесь, «неуд» по электротехнике.Nomad1
30.05.2015 17:52Кстати, у многих людей первая мысль «нутром чую, что так нельзя». Но сотни форумов, а заодно и довольно древние источники говорят, что в нашей сети 220В именно амплитудное напряжение именно 310В. К примеру, то, что я еще в детстве читал из древнего журнала «Радио»: www.chipinfo.ru/literature/radio/194701/p50-53.html
Lol4t0
30.05.2015 20:31+1Проверенные источники сообщают…
Вы главное из дома всех выпроводите, когда экспериментировать будете!
KivApple
30.05.2015 18:34+1Сильно сомневаюсь в компетенции этого самого «знающего человека». Он случайно не из тех, кто считает, что если на аккумуляторе написано 10А*ч, то его максимально допустимый ток — именно 10 ампер?
При питании от переменного тока большую часть времени девайс питается не от сети, а от конденсатора. В это время через него протекает большой ток (по сути дела равный потреблению устройства). При питании от постоянного тока конденсатор будет сглаживать лишь незначительные просадки напряжения, вызванные индуктивностью и ёмкость питающих проводов. Как следствие ток, протекающий через него, будет куда меньше. А меньше ток — меньше нагрев и выше срок службы. Да и конденсатор можно поменьше поставить, чтобы получить тот же уровень пульсаций.
С диодами ситуация менее однозначная, но всё же. Пока мгновенное значение напряжения в розетке меньше, чем на конденсаторе (а оно меньше бОльшую часть времени, иначе бы на выходе были огромные пульсации), диоды, конечно, отдыхают, зато в те короткие моменты времени, когда входное напряжение превышает напряжение на конденсаторе, через них протекают значительные токи, превышающие номинальное потребление устройства (ведь надо не только питать сам девайс, но ещё и вкачать столько энергии в конденсатор, чтобы хватило питать схему всё время до следующего импульса, кстати конденсатору от такой быстрой зарядки тоже не сладко). Очевидно, что импульсная нагрузка в несколько десятков раз превышающая номинальное потребление хуже, чем стабильная постоянная равная ему. Ведь почему-то по всем схемам расчёта необходимого тока диодов получаются значения, в 2-3 раза больше, чем номинальный ток потребления устройства.
Ах да, напряжение в розетке как раз таки изменяется по синусоидальному закону от -310 до +310 вольт (в какой-то момент времени оно равно нулю, да). Если проинтегрировать мгновенное значение напряжения, то и получатся те самые 220 вольт, поэтому для удобства используют это значение. Почему? Потому что резистор, включенный в сеть переменного тока с амплитудой 310 вольт выделит столько же тепла, сколько включенный в цепь 220 вольт постоянного, потому что в какие-то моменты времени через него вообще не будет течь ток, а в какие-то моменты он будет превышать ток от постоянки 220 вольт. В среднем и получится 220.
В общем, однозначно ни один ИБП не сгорит от постоянки 310 вольт.Arlakz
31.05.2015 18:00+1Вот только в его знаниях я уверен. В отличии от ваших.
Если у вас 2-3 устр-ва в таком режиме заработали и не сгорели, то вам для начала повезло. А во вторых — вы их просто включали или гоняли под полной нагрузкой сутками?
У меня тут в БП(от вай-фаев и роутеров) кондеры вышибает под номинальной нагрузкой через год уже. В штатном режиме работы.
Даже такие «дубовые» вещи, как балласты (не электронные) на люминисцентных светильниках возгорались пару раз. А ведь там просто дроссель на сердечнике.
Для примера еще накидаю вариантов чуть ниже, но дальнейшую дискуссию вести не собираюсь, мне просто надоело.
Я предупредил — умные поймут, остальных не жалко.
Хотите подвергать свое имущество шансу пожара или выхода из строя — дело ваше.
Другим только не говорите «что все будет работать», а то потом убытки на вас повесят — не расплатитесь.
Дальше цитирую знакомого:
> (...) Очевидно, что импульсная нагрузка в несколько десятков раз превышающая номинальное потребление хуже, чем стабильная постоянная равная ему. (...)
даташиты не читай — придумывай что захочешь)
например смотрим выпрямительный диод 1N4004:
Материал
кремний
Максимальное постоянное обратное напряжение, В
400
Максимальное импульсное обратное напряжение, В
480
Максимальный прямой(выпрямленный за полупериод) ток, А
1
Максимально допустимый прямой импульсный ток, А
30
Максимальный обратный ток, мкА 25гр
5
Максимальное прямое напряжение, В
1.1
при Iпр., А
1
Рабочая температура, С
-65…150
Способ монтажа
в отверст.
Корпус
do204al
что как бы намекает разницу между импульсным и постоянным режимом работы)
и как бы намекает что он более устойчив как с импульсному напряжению так и к току )
короче говоря — полупроводники работающие в переменном режиме стоят гораздо дешевле, чем с такими же ттх в постоянном)
не зря делают питание проца не на одном мощном транзисторе ценой 100500, а насыпают маломощных и дешёвых кучку )
короче говоря: не надо включать устройства работать в постоянном режиме, если они рассчитаны на переменный)Arlakz
31.05.2015 18:18просто изначально диод грубо говоря даёт мощность х2 в тепло
а тут они его заставляют давать x2
т.е. в два раза больше тепла будет из него вылетать
и сомнительно что вдруг везде есть такой запас)
потом там следущие идут трансы из первички и т.д.
написать на бп что он не только на перменку, но и постоянку? как бы не один производитель от такого не откажется)
т.е. писали бы не 50-60 Гц
а 0-60 Гц
Так что вы хотите изначально нарушить ТТХ БП от производителя и ждать «результатов» этого можно в любой момент)
KivApple
31.05.2015 21:17Ну для конденсаторов это утверждение уже не подойдёт, потому что конденсатор в любом случае будет отдавать ток, равный, потреблению устройства, пока напряжение в розетке недостаточно для его заряда. Но при переменном питании ещё и периодически заряжаться импульсными большими токами. С чего бы ему стало хуже от того, что останется лишь постоянная составляющая.
Насчёт диодов говорил по своему опыту расчёта ИБП в различных программах (например, в программном комплексе PI Expert). Всегда входные диоды ставятся с максимальным продолжительным током раза в два больше, чем номинальное потребление. Это должна быть совсем адская китайщина, чтобы это было не так.
Балласты в лампочках из конденсаторов, дросселей и резисторов не являются импульсными блоками питания. Импульсный блок питания использует для преобразования высокую частоту, а без активных компонентов её просто нечем создать.
rdc
01.06.2015 15:48ИБП, кстати, легко может вылететь от постоянки. У них стабилизаторы зачастую на обычном трансформаторе.
KivApple
30.05.2015 18:48А вот симуляция вышесказанного.
Ток потребления нагрузки (в данном случае это резистор) — фиолетовый, ток заряда/разряда конденсатора — оранжевый, ток, протекающий через выпрямитель — зелёный. Можно заметить, что через диоды и конденсатор протекают импульсный токи в несколько раз превышающие потребление устройства.
Применение двухполупериодных выпрямителей снизит импульсные токи в два раза, но они по-прежнему будут значительно превышать номинальный ток.
rdc
01.06.2015 15:47-1про мощности диодов — чушь. она не изменится.
кондёры тоже выживут, т.к. они после моста в обоих случаях получают 310V DC
idiv
30.05.2015 20:14Тут есть другой момент, о котором все забывают. Никто не проводил исследований на людях при ударе постоянным током на таком высоком напряжении. Есть экстраполяции от животных, но гарантировать их правильность никто не берется, там даже в стандартах пустые поля есть.
Для переменного был как минимум один профессор, он на себе все проверял, при нем дежурила еще реанимационная бригада. Переменный же был на то время (70-ые) не столь важен, проверок не проводили.
Вы когда проверять будете, то наймите реанимационную бригаду, а главное — убедитесь, что удар током будет происходить не в момент сокращения сердца. Реанимировать в таком случае не выйдет.
eta4ever
30.05.2015 21:18+2Ой как смачно жахнет трансформатор, если ему на вход вместо переменки постоянку подать… Понятие импеданса, по ходу, прошло мимо таких теоретиков.
idiv
30.05.2015 20:35>Если мы возьмём популярные нынче солнечные панели, то они выдают 12 В постоянного тока.
Обыскался просто, самое маленькое, что есть на рынке — 17 В при maximum power point (т.е. напряжение холостого хода будет где-то 24 В). 99% — 24 В и выше. Чаще всего 31-40 В, все для случая maximum power point. Откуда цифра 12В?ntfs1984
30.05.2015 20:44Да разные бывают.
Напримерidiv
30.05.2015 20:59Вы читать умеете, или главное ссылку побыстрее дать?
>Номинальное напряжение: 18,3 V
Не поверите, но 18,3 больше 17, о которых писал я.
А это напряжение холостого хода:
>Напряжение при разомкнутом контуре: 22,8 V
Arlakz
31.05.2015 18:11Ну и да, народ к 48 старается обычно привести. Как к компромису — между током и потерями в проводах и кол-ву аккумов поставленных последовательно на зарядке.
Кстати до кучи к ТБ:
Для различных помещений, в зависимости от их групп, приняты напряжения, превышение которых считается опасным для жизни человека:
а) в помещениях без повышенной опасности — 65В;
б) в помещениях с повышенной опасностью — 36В;
в) в особо опасных помещениях — 12В.
Отсюда: studfiles.ru/preview/2277409/
Постоянный ток менее опасен и пороговые значения его в 3 — 4 раза выше, чем переменного тока частотой 50 Гц. Однако при разрыве цепи постоянного тока ниже порогового ощутимого возникают резкие болевые ощущения, вызываемые током переходного процесса. Положение о меньшей опасности постоянного тока по сравнению спеременным справедливо при напряжениях до 400 В. В диапазоне 400...600 В опасности постоянного и переменного тока частотой 50 Гц практически одинаковы, а с дальнейшим увеличением напряжения относительная опасность постоянного тока увеличивается.
отсюда: svoymaster.com/elektrika/vltoka.htmlArlakz
31.05.2015 18:26А, вот тут сильно получше расписано про ТБ:
riman.lv/elektrodroshiba/electrosecurity.htm
idiv
31.05.2015 20:12Как я уже писал — переменный был проверен (да и статистика на него огромная), а вот постоянный — экстраполяция и теоретический расчет с определенным запасом. Не факт, что он не окажется такой же в этом случае. То, что это экстраполяция говорит такой факт (картинки из стандарта IEC TS 60479-1 и сайта DKE):
Зоны переменного тока upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/7f/IEC_TS_60479-1_electric_shock_graph.svg
Зоны постоянного тока www.dke.de/de/std/innovationsplattform/publishingimages/dc-sich%20artikel%202%20bild%201.jpg
Для безопасных значений разница большая (правда для постоянного нижняя часть шкалы, при малом времени, также экстраполяция из-за вероятности резкого скачка к поведению, подобному переменному). Зато зоны 3 и 4 имеют одинаковые границы в каждом из случаев, что несколько противоречит замерам для зона 1 и 2 (зона 1 — нечувствительность, зона 2 — обратимые последствия, зона 3 — физические увечья, зона 4 — фибриляция).
И там нет напряжения, там только сила тока и время воздействия, так как напряжение после 50 В (по этому же IEC) — пробой кожи и дальнейшее свободное протекание тока.
Примечания: IEC — Международная электротехническая комиссия, DKE — Немецкая комиссия по электротехнике, обе организации отвечают за стандарты в отрасли, в том числе и по охране труда. Рисунок из стандарта для переменного тока предусматривает частоты от 15 до 100 Гц.Arlakz
01.06.2015 01:10>напряжение после 50 В (по этому же IEC) — пробой кожи и дальнейшее свободное протекание тока.
ну не совсем свободное все же =) Сопротивление человека даже с «пробоем» через кожу не 0 Ом все же. Я выше несколько ссылок приводил — там есть точные ответы.
По постоянному току — знакомый говорит что сложнее с отрывом от провода при поражении.
Как я понял по одной из ссылок — опаснее даже не переменный или постоянный, а пульсирующий на выходе например из диодного моста.
По поводу опасности — важен не только ток и время, но и частота.
Чем выше частота (как я понял после 1кГц, мб ошибаюсь — но по линкам выше там есть примеры) тем безопаснее при прочих равных.
Но это все актуально только для определенного диапазона напряжений.
Выше — уже совсем не так все просто.
В общем то, что не до конца изучено — согласен.
По поводу опасности для _конкретного_ человека — там слишком много условий и учебники всегда оперируют «усредненным» человеком с хорошим здоровьем, отсутствием кардиостимуляторов, без повреждений кожи и тд и тп
в общем сферический человек в сферических «нормальных условиях»
Любое отклонение приводит как к более сильному так и к более слабому поражению при попадании под напряжение.
В общем вопрос крайне спорный и я предпочитаю «не ловить» попадания под напряжения.
В детстве получал легкую встряску от трансформаторного БП 9В на руки в солевом растворе. И около 15В на сухие руки от бестрансформаторного «БП» из диода и резистора (ну не знал еще про гальваническую развязку, паять не умел, а «зарядить» батарейку очень хотелось)
В общем даже 12В в сыром помещении могут представлять опасность.idiv
01.06.2015 08:06>ну не совсем свободное все же =)
Тому, кто попал — ощущения в любом случае отличатся будут мало, лучше следить за ТБ и не лезь, куда не надо :)
>По поводу опасности для _конкретного_ человека — там слишком много условий
Даже больше скажу. На этих графиках зоны 4.1, 4.2, 4.3 — это статистическое распределение населения, фибрилляцию в зоне 4.1 может получить 5% людей, в зоне 4.2 уже 50 %, а зона 4.3 — гарантированная фибрилляция для любого человека (вроде 99,9% вероятность, точно не помню).
SLY_G Автор
31.05.2015 19:43Собсно я поискал в гугле и по первой же ссылке:
www.solnechnye.ru/batareya
Кроме того, я недавно интересовался вопросом, и у меня отложилось в памяти, что на нескольких сайтах, которые продают это дело в России, указано 12 В.
Но по-видимому, они разные бывают, так что я поменяю, конечно, в тексте.idiv
31.05.2015 19:55Там тоже батареи написаны 12 В, а по факту они все выше 17 В работают (то, что в строке «Напряжение в точке максимальной мощности (Vmp), В»). Скорее всего вместо нормального контроллера ставят такой, что поддерживает 12 В, получается что номинал 150 Вт (например), а по факту она больше 90 не выдаст. Зато дешево, только вопрос, а есть ли смысл в такой панели?
Arlakz
01.06.2015 01:17В общем все надо тщательно считать. Что лучше — раскинуть для светодиодных источников света 12/24В (вторые явно выгоднее, но не отличается ли цена самих лент и их доступность в продаже) отдельную проводку «напрямую» от преобразователей на входе или ставить отдельные БП на комнату или светильник…
Я бы возможно кинул около 50-150В постоянки и DC-DC преобразователи на месте.
Но тут надо уже смотреть и цену этих преобразователей и цену провода и считать потери… Да, кроме сопротивления провода надо еще и сопротивление контактов учитывать, качество пайки или клеммников/… В общем факторов много и надо считать и пробовать.
Пока у меня стоят отдельные БП на всех светильниках — у меня нет солнечных панелей и аккума «на дом», а ведь чем выше загружен БП, тем меньше потерь,
ведь даже в очень хорошем БП есть потери «холостого хода», которые далеко не 0е. На хабре был цикл шт из 5 статей про автономку и там были в 3 или 4й примеры — про преобразователи и потери на них.
а учитывая что БП «халявные» (от старых принтеров и тп) то пока это выгоднее, чем ставить один мощный (которого нет) и кидать отдельную толстую проводку.
Carry
01.06.2015 14:36КПД современных преобразователей — 98...99 %
Потери в проводах — можно сказать, что их нет если брать правильным сечением.
А каков КПД батареи? Разница в тарифах может и не покрыть.
Считаю, что батареи не имеют смысла без ветряков и других солнечных батарей.
MaximChistov
(удалено)