Jak dimenzovat ostrovní solární systém 2 kW / 12 V v Evropě s GSIKE: 900 W FV panelů, LiFePO4 baterie a výpočty kabelů pro 12 V
Trvalý výkon 2000 W (2000 VA) · špičkový výkon 3000 VA (1,5×) · čistá sinusová vlna 230 V / 50 Hz · 12V bateriová sběrnice (12,8V LiFePO4) · jeden solární regulátor MPPT 60 A · max. výkon FV panelů 900 W, limit Voc 160 V DC · nabíječka AC 80 A / kombinovaný nabíjecí proud 120 A · bez paralelního provozu · cena 149,99 EUR
Stručná odpověď: dimenzování ostrovního systému 2 kW / 12 V začíná denní spotřebou ve watthodinách a noční zátěží, nikoli výkonem uvedeným v katalogu. U 12V sběrnice je nejtěžší právě měď — při plném výkonu 2000 W prochází přívodem od baterie ideálně asi 167 A (při účinnosti 93 % je to 179 A), takže kabely musí být velmi krátké a silné. Pro evropskou obytnou dodávku, zahradní kancelář, malou chatu nebo záložní okruh se spotřebou přibližně 1 kWh denně vychází jako funkční řešení jedna 12,8V 100Ah LiFePO4 baterie (jmenovitě 1280 Wh, využitelných 1024 Wh při hloubce vybití 80 %), solární pole o výkonu zhruba 500–750 W tvořené třemi sériově zapojenými panely po 250 W a 12V kabel k baterii o průřezu 70 mm² s délkou nejvýše 1 metr (20–25 mm² pouze v případě, že připustíte úbytek napětí 3 %). Konstrukční limit jednotky GSIKE je 2000 W trvalého výkonu a 3000 VA při špičkovém zatížení; označení „2.5KW“ v názvu obchodu je štítkem produktové řady, nikoli vyšším výkonovým parametrem.
Střídač GSIKE 2,5KW 12V: parametry, cena a recenzeNejdřív skutečné hodnoty proudu — proč systém 2 kW / 12 V potřebuje opravdu silné měděné kabely
Najdražší chybou při instalaci ostrovního systému nízkého napětí je dimenzovat součástky podle čísla v prospektu místo podle skutečného souběžného zatížení. Než začnete cokoli počítat, mějte na paměti, že jednotka GSIKE pracuje se sběrnicí 12 V (fyzicky jde o 12,8V LiFePO4 baterii se čtyřmi články), nikoli 24 V nebo 48 V.
Pravidlo pro volbu napětí se opakuje v každém průvodci dimenzováním solárního systému: výkon kolem 1–2 kW se hodí pro 12 V, kolem 2–4 kW pro 24 V a přibližně od 3–4 kW výše je potřeba 48 V. Při 2 kW už 12V sběrnicí protéká téměř 170 A, proto je tato třída systémů určena pro obytné dodávky, chaty a krátká kabelová vedení — nikdy pro celý dům.
Nejprve proveďte rychlé srovnání proudu, protože ovlivní všechna další rozhodnutí. Při plném výstupním výkonu 2000 W je proud na 12V sběrnici I = P ÷ V = 2000 W ÷ 12 V = 166.7 A (ideálně, bez započtení účinnosti). Účinnost měniče při špičkovém výkonu je 93 %, takže skutečný proud na straně baterie, který musí kabel přenést, činí I = 2000 W ÷ (12 V × 0.93) = 2000 ÷ 11.16 ≈ 179.0 A. Špičkový výkon je 3000 VA ÷ 2000 W = 1.5× a je k dispozici pouze při krátkém rozběhu motoru, například kompresoru lednice nebo malého čerpadla — nikoli při nepřetržitém vaření.
To je reálný limit: proud kolem 179 A na 12V sběrnici vysvětluje, proč tato třída měničů používá kabely o průřezu 70 mm² ve stylu přípojnic a vyžaduje umístění baterie téměř těsně vedle měniče. Pokud vaše současná špičková zátěž opakovaně přesahuje 2000 W, správným řešením je třída měničů 24 V nebo 48 V, nikoli silnější kabely pro 12 V u této samostatné, paralelně nezapojitelné jednotky.
Stejných pět vzorců se používá v každém z následujících kroků. Stačí doplnit vlastní spotřebiče a znovu zkontrolovat celý systém v tabulkovém procesoru.
1. Denní energie [Wh] = příkon spotřebiče [W] × počet hodin používání za den [h].
2. Energie baterie [Wh] = jmenovité napětí [V] × kapacita [Ah].
3. Využitelná energie Wh = jmenovité Wh × hloubka vybití (u LiFePO4 počítáme s 0,8).
4. Jmenovitá kapacita [Ah] = potřebné využitelné Wh ÷ DoD ÷ napětí sběrnice [V].
5. Průřez kabelu: A = (2 × jednosměrná délka [m] × proud [A]) ÷ (κ × ΔV), kde vodivost mědi κ = 56 m/(Ω·mm²) a ΔV je přípustný úbytek napětí ve voltech.
Limit nabíjení ze solárních panelů: jediný regulátor MPPT je dimenzovaný na 60 A, takže teoretický nabíjecí výkon ze solárních panelů do 12V sběrnice činí 60 A × 12 V = 720 W (při udržovacím napětí 13,5 V je to ~810 W). Nad tuto hodnotu další panely nezvýší nabíjecí proud — přebytečná energie se rovnou využije pro spotřebiče během poledne. Proto je 900W pole pevným maximem a 3 × 250 W (750 W) představuje praktické optimum.
Krok 1 — Bilance watthodin pro obytnou dodávku nebo zahradní kancelář
Měnič 12 V / 2 kW je dimenzovaný pro spotřebiče v jedné místnosti, mobilní použití nebo záložní napájení: obytnou dodávku, zahradní kancelář, malou chatu, tiny house, dílenskou kůlnu nebo záložní okruh pro nezbytné spotřebiče v domácnosti. Není dimenzovaný pro celý dům. Výpočtový příklad v tomto průvodci počítá s ~1 kWh/den — LED osvětlením, notebookem, televizí nebo routerem, malou kompresorovou lednicí, nabíjením telefonu a fotoaparátu a občasným použitím malého spotřebiče.
Bilance denní spotřeby (~1 kWh/den, referenční sestava)
| Zátěž | Výkon | Hodin denně | Spotřeba energie za den | Poznámky |
|---|---|---|---|---|
| LED osvětlení (4×8 W) | 32 W | 4 h | 128 Wh | Večer |
| Kompresorová chladnička (průměr) | 45 W | 24 h | ~450 Wh | Cyklický provoz, nikoli nepřetržitý; rozběhová špička 3–5× |
| Notebook / telefon / router | 50 W | 5 h | 250 Wh | Vyžaduje čistou sinusovku |
| Televize / multimediální přehrávač | 40 W | 2 h | 80 Wh | Večer |
| Rychlovarná LED konvice / mikrovlnná trouba (příležitostně) | 1100 W | 0.15 h | ~165 Wh | Krátký příkon blížící se limitu 2000 W |
| Vodní čerpadlo / malé nářadí | 300 W | 0.2 h | 60 Wh | Rozběhová proudová špička indukční zátěže |
| Různá zařízení trvale zapnutá | 10 W | 10 h | 100 Wh | Pohotovostní režim, senzory |
| Celkem za den | — | — | ≈ 1000 Wh | ≈ 1 kWh/den |
Nejdůležitější je noc bez slunce. Po západu slunce přestane fotovoltaický panel vyrábět energii a baterie se stane jediným zdrojem. U této sestavy s 1 kWh tvoří noční spotřebu (zhruba 22:00–07:00) především chladnička a elektronika v pohotovostním režimu – asi 300–400 Wh. Právě proto jeden 100Ah blok s využitelnou kapacitou ~1024 Wh vystačí na jednu noc s rezervou.
Sledujte okamžitý výkon, nejen denní průměr. Konvice s příkonem 1100 W, rozběh kompresoru chladničky a nabíječka notebooku zapnuté současně se rychle přiblíží limitu 2000 W. Proto majitelé obytných vozů používají konvici v jinou dobu a nikdy nezapínají současně mikrovlnnou troubu a konvici. Přepěťový výkon 3000 VA (1,5×) je určen pro rozběh motorů, například kompresorů chladniček a malých čerpadel, nikoli pro souvislé vaření.
Krok 2 — Dimenzování 12,8V LiFePO4 baterie: DoD 80 % a autonomie na jednu noc
Měnič GSIKE se páruje s 12,8V LiFePO4 bloky (čtyři články zapojené sériově) a komunikuje s BMS přes RS485. Chemie lithium-železo-fosfátu je navržena pro hloubku vybití 80% – rozsah, ve kterém zaručuje dlouhou životnost v cyklech. Během jednoho cyklu nikdy neodebíráte z bloku více než 80 % jeho energie.
Výpočtový příklad — 1 kWh/den, autonomie na jednu noc
1. Potřebná využitelná energie ≈ 1000 Wh na jednu noc (chladnička a zařízení v pohotovostním režimu běží přes noc).
2. Jmenovitá kapacita při DoD 0,8 = 1000 Wh ÷ 0,8 = 1250 Wh jmenovitě. Protože lze využít jen 80 %, musí být instalovaná jmenovitá energie vyšší než požadovaná využitelná energie.
3. Přepočet na ampérhodiny při napětí 12,8 V = 1250 Wh ÷ 12,8 V ≈ 97,7 Ah.
4. Praktická volba = jeden 12,8V 100Ah LiFePO4 blok = 1280 Wh jmenovitě, 1024 Wh využitelně při 80% DoD. Tento jediný blok pokryje plánovaný cíl 1000 Wh využitelné energie s malou zimní rezervou.
Jak dlouho skutečně vydrží 12,8V 100Ah blok?
| Příkon ze zásuvky 230 V | Proud na straně baterie při 12 V (při 93 %) | Výdrž při využitelných 1024 Wh | Poznámka |
|---|---|---|---|
| 200 W (notebook + světla + router) | ≈ 18 A | ≈ 4,7 h | Pohodlná zátěž na celý večer |
| 500 W (televize + cyklus chladničky + notebook) | ≈ 45 A | ≈ 1,9 h | Typická večerní špička |
| 1000 W (polovina výkonu měniče) | ≈ 90 A | ≈ 0,95 h (~57 min) | Krátkodobé, střídavé používání |
| 2000 W (plný výkon, teoreticky) | ≈ 179 A | ≈ 0.48 h (~29 min) | Pouze krátkodobé špičky; 1 h při 2000 W vyžaduje ~167 Ah |
Dvě referenční sestavy odpovídající skutečným instalacím:
| Sestava | Baterie | Jmenovitá energie | Využitelná kapacita při DoD 80% | Autonomie |
|---|---|---|---|---|
| Obytný vůz / zahradní pracovna (~1 kWh/den) | 1 × 12.8 V 100 Ah | 1280 Wh | 1024 Wh | 1 slunečný den + 1 krátká noc |
| Malá chata / záložní napájení (~2 kWh/den) | 2 × 12.8 V 100 Ah paralelně | 2560 Wh | 2048 Wh | 1–2 noci, lednice + čerpadlo + světla |
Kontrola nabíjecího proudu: nabíječka MPPT s proudem 60 A při připojení k baterii 100 Ah odpovídá proudu 0.6C; u dvojice baterií s celkovou kapacitou 200 Ah je to 0.30C. Obojí jsou vhodné hodnoty pro LiFePO4 — baterie 12 V s kapacitou 100–200 Ah je pro tento měnič správnou volbou a neměli byste jít pod ~100 Ah. Baterie zapojte paralelně (napětí sběrnice musí zůstat 12.8 V), použijte stejně dlouhé kabely, aby se proud rozděloval rovnoměrně, a ponechte připojený kabel RS485 BMS, aby měnič mohl načítat stav nabití a teplotní limity.
Krok 3 — Dimenzování fotovoltaického pole: limit 900 W, ideální volba 3 × 250 W, jeden MPPT
Tato jednotka má jedinou solární nabíječku MPPT (jeden sledovací kanál, nabíjení 60 A, vstup 50 A), nikoli dva MPPT. Vstupní rozsah fotovoltaiky je pracovní rozsah MPPT 30–160 V DC, maximální napětí naprázdno 160 V DC a konstrukční limit dovoluje připojit pole panelů s výkonem až 900 W. Jde o limit výkonu panelů, nikoli o cílovou hodnotu. (Některé obecné marketingové texty uvádějí mnohem výkonnější kanál 500 V / 120 A, ale příručka GSK-2KW-12V-WIFI, na kterou odkazujeme, obrázek se specifikacemi i oficiální tabulka výběru fotovoltaiky se shodují na hodnotách 900 W, 160 V a 60 A — řiďte se jimi.)
Ve většině Evropy činí celoroční průměr efektivních hodin maximálního slunečního svitu (PSH) přibližně 3.0 hodiny denně — na dalekém severu je nižší, ve Středomoří vyšší. Započítejte snížení výkonu přibližně o 0.75 kvůli teplotě, prachu, ztrátám v MPPT a kabeláži.
Výpočtový příklad — fotovoltaika pro 1 kWh/den
Požadovaný výkon ve Wp = denní spotřeba ve Wh ÷ (PSH × koeficient snížení výkonu) = 1000 Wh ÷ (3.0 × 0.75) = 1000 ÷ 2.25 ≈ 444 Wp. Pro rezervu na zimu zvolte o něco vyšší výkon, tedy ~500–750 Wp — ten je s dostatečnou rezervou pod maximem 900 W.
Proč 900 W panelů dodává do baterie jen ~750 W
Čistých 900 W ÷ 12 V ≈ 75 A by podle výpočtu protékalo, ale solární nabíjecí fáze je omezena na 60 A. Nad 60 A přebytečný výkon z fotovoltaiky jednoduše napájí polední spotřebiče nebo se nevyužije, baterie se kvůli němu nenabíjí rychleji. Proto je praktické pole panelů o výkonu ~750 W = tři 250W moduly, přesně jako v příkladu v oficiální tabulce výběru fotovoltaiky: každý panel s výkonem 250 W pracuje při Vmpp ~36 V / Impp ~8.3 A / Voc ~40 V, takže tři zapojené sériově dávají provozní napětí ~108 V (v rozsahu 30–160 V) a napětí naprázdno ~120 V (bezpečně pod limitem 160 V za nízkých teplot).
| Scénář | Denní spotřeba | Teoretický výkon ve Wp = spotřeba ÷ (3,0 × 0,75) | Praktická sestava |
|---|---|---|---|
| Obytný vůz / zahradní pracovna | 1 kWh/den | 444 Wp | 500–750 Wp (2–3×250 W) |
| Malá chata / záložní zdroj | 2 kWh/den | 889 Wp | ~900 Wp (3×300 W) — na horní hranici výkonu FV vstupu |
| Pevný limit pole | — | Maximálně 900 W panelů (jeden MPPT) | 900 ÷ 250 W ≈ 3 moduly; Voc stringu musí být < 160 V |
Kontrola napětí stringu: zimní napětí naprázdno musí zůstat pod 160 V. Při typickém teplotním koeficientu Voc −0,30 %/°C a teplotě panelů −10 °C použijte pro Voc stringu násobek 1,10. Tři panely 250 W mají při nízké teplotě napětí přibližně 132 V — bezpečné. Na této jednotce nezapojujte čtyři panely do série, jinak může Voc za nízkých teplot překročit 160 V a MPPT odmítne spustit.
Ve střední Evropě vyrobí 1 kWp za rok přibližně 850–1050 kWh (orientačně). Pole s výkonem 750 Wp vyrobí asi 650–780 kWh ročně, v létě v průměru ~1,8–2,1 kWh/den, v nejhlubší zimě však mnohem méně — právě proto je důležitá 80% rezerva DoD a vstup střídavého proudu 80 A (ze sítě nebo generátoru) během zamračených týdnů.
Krok 4 — Průřez kabelu k 12V baterii: 70 mm² při 1 m / 1 %, 20–25 mm² při 3 %
Při plném výstupním výkonu 2000 W je proud na 12V sběrnici ideálně 166,7 A a při účinnosti 93 % 179,0 A. Na 12 V je přípustný úbytek napětí nepatrný: 1 % z 12 V = 0,12 V a i mírnější 3 % = 0,36 V. Při použití měrné vodivosti mědi κ = 56 m/(Ω·mm²) je minimální průřez A = (2 × L × I) ÷ (κ × ΔV), přičemž faktor 2 zohledňuje cestu proudu tam a zpět kladným a záporným vodičem. Navíc se uplatňuje návrhová rezerva ×1,2 pro teplotu a stárnutí.
| Případ | Výpočet | Teoretické A (×1,2) | Zvolte měď |
|---|---|---|---|
| Jednosměrná délka 1 m, úbytek 1 % (0,12 V), 166,7 A | (2 × 1 × 166,7) ÷ (56 × 0,12) = 333,4 ÷ 6,72 | 49,6 → ×1,2 = 59,6 mm² | 70 mm² |
| Jednosměrná délka 1 m, úbytek 1 %, 179,0 A (při účinnosti 93 %) | (2 × 1 × 179,0) ÷ (56 × 0,12) = 358 ÷ 6,72 | 53,3 → ×1,2 = 63,9 mm² | 70 mm² |
| Jednosměrná délka 1 m, úbytek 3 % (0,36 V), 166,7 A | (2 × 1 × 166,7) ÷ (56 × 0,36) = 333,4 ÷ 20,16 | 16,5 → ×1,2 = 19,8 mm² | 20–25 mm² (pouze pokud je přijatelný úbytek 3 %) |
Jednoduše řečeno: když je baterie vedle měniče (jednosměrná délka vedení 1 m), striktní úbytek napětí 1 % při plném zatížení vyžaduje měděný kabel o průřezu 70 mm² — tlustý jako přípojnice. Pokud připustíte úbytek 3 % na svorkách (kabel se bude trochu víc zahřívat a napětí na měniči mírně poklesne), stačí průřez 20–25 mm². Na 12V sběrnici je to nejdůležitější pravidlo instalace: vedení od baterie musí být krátké. Každý další metr vyžaduje buď mnohem silnější měděný kabel, nebo výrazně větší úbytek napětí.
Dimenzování pojistky: umístěte hlavní stejnosměrnou pojistku co nejblíže ke kladné svorce baterie, do uzavřeného krytu. Orientační pravidlo je 1.25 × maximální proud ve vedení. Při proudu 179.0 A při plném zatížení to vychází na ≈ 224 A, takže standardní volbou je stejnosměrná pojistka nebo jistič 225–250 A (s odpovídajícím stejnosměrným odpojovačem). Měděná kruhová kabelová oka nalisujte správným nářadím — bez mezilehlých konektorů — protože u 12V sběrnice s proudem 179 A se každý uvolněný spoj stává horkým místem a rizikem požáru.
Krok 5 — Poctivé srovnání: 12 V oproti přechodu na 24 V nebo 48 V
Každý dobrý instalační technik si klade otázku: „Opravdu chci 12 V, nebo mám přejít na 24 V?“ Odpověď závisí výhradně na současném příkonu a délce kabelových tras. Při stejném výstupním výkonu 2000 W je proud nepřímo úměrný napětí — sběrnice 12 V tedy vede zhruba dvojnásobný proud oproti 24 V a čtyřnásobný oproti 48 V.
| Napětí sběrnice | Ideální proud při 2000 W | Skutečný proud při 93% | Kabel pro 1 m / 1% úbytek | Vhodné pro |
|---|---|---|---|---|
| 12 V (tato jednotka GSIKE) | 166.7 A | 179.0 A | ~70 mm² (20–25 mm² při 3% úbytku) | Obytná dodávka, chata, zahradní pracovna, základní záložní napájení, krátké kabelové trasy |
| 24 V (o třídu výš) | 83.3 A | ~89.6 A | ~16–25 mm² | 2–3 kW, delší trasy, menší dům |
| 48 V (vyšší třída) | 41.7 A | ~44.8 A | ~6–10 mm² | Celý dům s výkonem 3 kW+, dlouhé kabelové trasy |
Zvolte 12 V, pokud váš současný odběr zůstává pod ~2 kW, baterie může být ve vzdálenosti do 1–2 m od měniče, chcete nejlevnější zásuvku 230 V do dodávky nebo kůlny a už máte 12V trakční baterie. Přejděte na 24 V nebo 48 V, pokud špičkový odběr opakovaně přesahuje 2 kW, místnost s bateriemi je několik metrů od spotřebičů nebo chcete pohodlí jako v celém domě. Jednotka GSIKE 12 V je záměrně kompaktní (358 × 295 × 105.5 mm, 6.0 kg) a určená pro krátké kabelové trasy, mobilní použití a záložní napájení — není vhodná pro celý dům.
Počítejte s těmito omezeními. Tato jednotka funguje pouze samostatně — nelze ji zapojit paralelně ani skládat na sebe. Trvalý výkon je pevně stanovený na 2000 W (přepěťový výkon 3000 VA je k dispozici pouze krátce při rozběhu motoru). Má jeden kanál MPPT. Nemá žádné krytí IP — pouze odnímatelný protiprachový kryt — proto počítejte s instalací uvnitř, v dodávce nebo na chráněném místě. Chatová podpora je v angličtině a monitorování přes Wi-Fi je volitelný externí doplněk.
Kompletní sestava kolem 1 kWh / na jednu noc na papíře
Ukázková sestava pro obytný vůz / zahradní kancelář: jeden měnič GSIKE 2.5KW 12 V (výkon podle technických údajů 2000 W nepřetržitě, krátkodobý výkon 3000 VA); jeden blok LiFePO4 12,8 V, 100 Ah (nominálně 1280 Wh, využitelných 1024 Wh); tři panely po 250 W zapojené sériově = přibližně 750 Wp na jediném MPPT (pod limitem 900 W); bateriový kabel 70 mm² s jednosměrnou délkou do 1 m (20–25 mm², pokud vám nevadí úbytek 3 %) se stejnosměrnou pojistkou 225–250 A u baterie; jistič 16 A na přívodu střídavého proudu; a vstup střídavého proudu 80 A vyhrazený pro dobíjení během zatažených týdnů z přípojky v kempu nebo malého generátoru.
Samotný měnič stojí 149,99 EUR, doprava zdarma do 15 evropských zemí (zpracování 1–3 dny, přeprava 2–7 dní) a možnost vrácení do 30 dnů. Srovnatelný blok LiFePO4 12,8 V, 100 Ah stojí navíc přibližně 130–180 EUR, takže celá základní sestava s kapacitou přibližně 1 kWh vyjde na 300–360 EUR bez panelů a kabeláže.
Shrnutí — 12V sběrnici nepřetěžujte: krátké kabely, silná měď, malé pole
Závěr: u systému 2 kW / 12 V je důležité přizpůsobit baterii noční spotřebě, panely denní spotřebě energie a úbytek napětí kabelu zajistit tak, aby byl co nejkratší. Při spotřebě přibližně 1 kWh/den to znamená jeden blok LiFePO4 12,8 V, 100 Ah (nominálně 1280 Wh, využitelných 1024 Wh při 80% DoD), pole o výkonu přibližně 750 Wp se třemi panely po 250 W (výpočet vychází na 444 Wp, limit 900 W nepřekročen) a bateriový kabel 70 mm² při délce 1 m / úbytku 1 % (20–25 mm² při úbytku 3 %) plus stejnosměrnou pojistku 225–250 A. Dodržujte pevné limity: nepřetržitý výkon 2000 W, krátkodobý výkon 3000 VA (1,5×), jediný MPPT, maximálně 900 W FV panelů, bez paralelního zapojení — a mějte na paměti, že při 12 V je proud zhruba dvojnásobný oproti 24V sběrnici, což je přesně důvod, proč je tato třída systémů navržena pro krátké a silné měděné kabely a nízkou denní spotřebu.
Často kladené otázky
Jakou kapacitu baterie v Ah potřebuji pro hodinový provoz měniče 2000 W, 12 V?
Při plných 2000 W odebírá 12V sběrnice teoreticky 2000 ÷ 12 = 166,7 A, nebo 2000 ÷ (12 × 0,93) = 179,0 A při účinnosti měniče 93 % při napájení z baterie. Pro hodinový provoz měniče na plný výkon je tedy potřeba přibližně 167 Ah při 12 V — v praxi asi 179 Ah po započtení účinnosti a pro 80% hloubku vybití je třeba tuto hodnotu vydělit 0,8. Jediný blok s kapacitou 100 Ah proto při plných 2000 W vydrží jen asi půl hodiny; na celou hodinu při plném zatížení potřebujete blok s kapacitou 200 Ah (dva bloky 12,8 V, 100 Ah zapojené paralelně).
Jak dlouho bude LiFePO4 baterie 12,8 V, 100 Ah napájet měnič 2000 W?
Blok s napětím 12,8 V a kapacitou 100 Ah má nominální energii 12,8 × 100 = 1280 Wh, z níž lze bezpečně využít 80 % (1024 Wh). Při večerním odběru 200 W (notebook, světla, router) vystačí přibližně na 4,7 hodiny; při 500 W asi na 1,9 hodiny; při 1000 W zhruba na 57 minut. Při plném jmenovitém výkonu 2000 W vydrží jen asi 29 minut, protože 2000 W je nepřetržitý limit a blok s kapacitou 100 Ah je určen pro obytný vůz nebo chatu, ne pro dlouhý provoz na plný výkon.
Jaký průřez kabelu od 12V baterie potřebuji pro měnič o výkonu 2000W při délce 1 metr?
Proud při plném zatížení je ideálně 166,7 A, při účinnosti 93 % pak 179,0 A. Při použití vzorce A = (2 × L × I) ÷ (κ × ΔV) a vodivosti mědi κ = 56 vychází pro jednosměrnou délku 1 m a přísný úbytek 1 % (0,12 V) průřez 49,6 mm² při 166,7 A (53,3 mm² při 179,0 A). Po připočtení rezervy ×1,2 je to 59,6–63,9 mm² – proto zvolte 70 mm². Pokud připustíte úbytek 3 % (0,36 V), průřez klesne na 16,5 mm² a postačí kabel o průřezu 20–25 mm². V každém případě volte co nejkratší kabel.
Proč potřebuje 12V měnič o výkonu 2kW tak silný kabel (70 mm²)?
Protože při 12 V znamená výkon 2000 W velmi vysoký proud: ideálně 166,7 A, při účinnosti 93 % pak 179,0 A. Podle Ohmova zákona způsobí i nepatrný odpor při takovém proudu značný úbytek napětí a zahřívání kabelu. Aby úbytek napětí na délce 1 m nepřekročil 1 % (0,12 V), musí být průřez měděného vodiče po započítání rezervy ~60–64 mm² – proto se používá 70 mm². To je hlavní kompromis 12V systému: silný a drahý kabel, ale jen pokud je baterie hned vedle měniče.
Jaký je maximální výkon fotovoltaického pole pro měnič GSIKE 12V 2kW?
Jeden regulátor MPPT podporuje panely o celkovém výkonu maximálně 900 W, maximální napětí naprázdno 160 V DC a pracovní rozsah 30–160 V. Nabíjecí proud ze solárních panelů je omezený na 60 A (vstupní proud 50 A). Oficiální příklad zapojení panelů je tvořen třemi panely o výkonu 250 W zapojenými sériově (750 W, pracovní napětí ~108 V, napětí naprázdno ~120 V). To je prakticky nejvhodnější konfigurace – další panely nad ~750–900 W baterii nenabijí rychleji, protože proud omezuje nabíjecí stupeň s limitem 60 A.
Proč má solární pole v praxi jen 750W, když maximum je 900W?
Při výpočtu 900 W ÷ 12 V vychází přibližně 75 A, ale solární regulátor je omezený na 60 A. Nad 60 A přebytečná energie z FV panelů nezvyšuje nabíjecí proud baterie – pouze přímo napájí spotřebiče během poledne. Proto je 900 W maximální výkon panelů, který zařízení zvládne, zatímco sestava 3 × 250 W = 750 W odpovídá možnostem regulátoru a zbytečně se neplýtvá výkonem panelů. Při 60 A × 12 V je teoretický nabíjecí výkon ze solárních panelů 720 W (při plovoucím napětí 13,5 V přibližně 810 W).
Jakou hodnotou proudu má být dimenzována stejnosměrná pojistka chránící přívod z 12V baterie k měniči o výkonu 2kW?
Umístěte pojistku co nejblíže ke kladnému pólu baterie, do uzavřeného krytu. Zvolte její jmenovitý proud přibližně 1,25 × maximální proud vedením: 1,25 × 179,0 A ≈ 224 A, takže běžnou volbou je stejnosměrná pojistka nebo jistič na 225–250 A s odpovídajícím stejnosměrným odpojovačem. Použijte správně nalisovaná měděná kabelová oka a vyhněte se mezilehlým konektorům, protože uvolněný spoj při proudu 179 A ve 12V soustavě se velmi rychle přehřeje.
Mám pro systém v obytném voze zvolit 12V, nebo přejít na 24V?
Zůstaňte u 12 V, pokud je špičkové zatížení nižší než ~2 kW, baterie může být ve vzdálenosti 1–2 m od měniče a už máte 12V baterie pro obytné vozy. Přejděte na 24 V, pokud se špičkové zatížení stále blíží 2 kW nebo tuto hodnotu překračuje, případně pokud je místnost s baterií několik metrů od spotřebičů. Při 2000 W odebírá sběrnice 24 V pouze ~89,6 A (asi polovinu oproti 179 A při 12 V), takže lze zmenšit průřez kabelu ze 70 mm² na přibližně 16–25 mm² a použít delší vedení.
Kolik watthodin denně skutečně spotřebuje obytná dodávka nebo zahradní pracovna?
Kompaktní obytná dodávka nebo zateplená zahradní pracovna s LED osvětlením, notebookem, televizorem či routerem, malou kompresorovou lednicí a nabíjením telefonu má obvykle spotřebu 0,8–1,5 kWh denně. Příklad sestavy zde počítá s přibližně 1000 Wh: lednice ~450 Wh, osvětlení 128 Wh, notebook/router 250 Wh, televizor 80 Wh, občasná rychlovarná konvice nebo mikrovlnná trouba ~165 Wh, čerpadlo 60 Wh a pohotovostní režim 100 Wh. Sestavte si vlastní seznam tak, že vynásobíte příkon každého spotřebiče počtem hodin jeho používání.
Proč je proud měniče 12V 167A, ale proud pro dimenzování kabelu 179A?
Hodnota 166,7 A je ideální proud: 2000 W ÷ 12 V. Hodnota 179,0 A je skutečný proud, který musí dodávat baterie, protože měnič při převodu stejnosměrného proudu na střídavé napětí 230 V ztrácí přibližně 7 % (účinnost mezi baterií a měničem je 93 %). Aby bylo na výstupu k dispozici 2000 W, musí baterie ve skutečnosti dodávat 2000 ÷ (12 × 0,93) ≈ 179 A. Při dimenzování kabelu a pojistky počítejte s vyšší hodnotou 179 A, nikoli s ideálními 167 A.
Zdroje a hodnoty použité ve výpočtech
Níže jsou uvedeny parametry a zdroje dat použité ve výpočtech. Spotřeba a klimatické hodnoty jsou orientační průměry pro 15 zemí, do kterých se doručuje.
• Stránka produktu GSIKE 2.5KW 12 V a odkazovaný návod GSK-2KW-12V-WIFI (trvalý výkon 2000 W, špičkový výkon 3000 VA, jeden regulátor MPPT 60 A, max. FV výkon 900 W, Voc 160 V, pracovní rozsah 30–160 V, nabíjecí proud ze sítě 80 A / kombinovaný 120 A, cena 149,99 EUR): gesike.com.
• Evropský standard jednofázového napájení 230 V / 50 Hz (EN 50160) a orientační výnos FV systémů 850–1050 kWh na kWp ročně v celé Evropě; celoroční průměr přibližně 3,0 hodin špičkového slunečního svitu denně.
• Vodivost mědi κ = 56 m/(Ω·mm²) a vzorec pro úbytek napětí A = (2·L·I) ÷ (κ·ΔV); ověřeno podle zveřejněných doporučení pro dimenzování stejnosměrných kabelů, podle nichž je při výkonu nad ~2–3 kW vhodnější sběrnice 24 V a pod ~2 kW sběrnice 12 V.
• Chemie LiFePO4 navržená pro hloubku vybití 80 % a dlouhou životnost; jmenovité napětí bloku 12,8 V (4S), udržovací nabíjení 13,5 V, ochrana proti přebití při 14,1 V.
Průvodci a srovnání
Zjistěte více, než nakoupíte:
