Kako dimenzionirati otočni solarni sustav od 2 kW / 12 V u Europi uz GSIKE: fotonaponsko polje od 900 W, LiFePO4 baterija i izračun kabela od 12 V
Trajna snaga 2000 W (2000 VA) · udarna snaga 3000 VA (1,5×) · čisti sinusni val 230 V / 50 Hz · baterijska sabirnica od 12 V (LiFePO4 od 12,8 V) · jedan MPPT solarni punjač od 60 A · maksimalna snaga fotonaponskog polja 900 W, granica Voc 160 V DC · punjač izmjenične struje 80 A / ukupna struja punjenja 120 A · nema mogućnosti paralelnog rada · cijena 149,99 EUR
Ukratko: dimenzioniranje otočnog sustava od 2 kW / 12 V počinje od dnevne potrošnje u vat-satima i noćnog opterećenja, a ne od snage navedene u katalogu. Kod sabirnice od 12 V najteži je dio bakreni vodič — pri punoj snazi od 2000 W napajanje baterije provodi idealnih oko 167 A (179 A uz učinkovitost od 93 %), zbog čega kabeli moraju biti vrlo kratki i debeli. Za europski kamper, vrtni ured, malu kolibu ili pričuvni strujni krug s potrošnjom od oko 1 kWh dnevno, rezultat proračuna jest jedan LiFePO4 blok od 12,8 V i 100 Ah (nominalno 1280 Wh, odnosno 1024 Wh iskoristivih uz dubinu pražnjenja od 80 %), fotonaponsko polje snage otprilike 500–750 W sastavljeno od triju panela od 250 W spojenih u seriju te baterijski kabel od 12 V presjeka 70 mm², duljine najviše 1 metar (20–25 mm² samo ako prihvaćate pad napona od 3 %). Tehnička granica GSIKE jedinice iznosi 2000 W trajno, uz kratkotrajnu udarnu snagu od 3000 VA; naziv „2.5KW” u internetskoj trgovini oznaka je kategorije, a ne viša nazivna snaga.
GSIKE pretvarač 2,5 kW, 12 V: specifikacije, cijena i recenzijeNajprije stvarno stanje — zašto je sustavu od 2 kW / 12 V potreban vrlo debeli bakreni vodič
Najskuplja je pogreška ugradnje otočnog sustava niskog napona odabir dijelova prema brojci iz brošure umjesto prema stvarnom istodobnom opterećenju. Prije bilo kakvog izračuna imajte na umu da GSIKE jedinica radi na sabirnici od 12 V (fizički, riječ je o LiFePO4 bloku od 12,8 V s četiri ćelije), a ne na 24 V ili 48 V.
Pravilo odabira napona ponavlja se u svim vodičima za dimenzioniranje solarnih sustava: oko 1–2 kW odgovara sustavu od 12 V, oko 2–4 kW sustavu od 24 V, a od približno 3–4 kW naviše potreban je sustav od 48 V. Pri 2 kW sabirnica od 12 V već provodi gotovo 170 A, zbog čega se ova klasa opisuje kao sustav za kampere, kolibe i kratke vodove — nikada kao sustav za cijelu kuću.
Najprije brzo usporedite struje jer one određuju sve daljnje odluke. Pri punoj izlaznoj snazi od 2000 W struja na sabirnici od 12 V iznosi I = P ÷ V = 2000 W ÷ 12 V = 166.7 A (idealno, bez uračunate učinkovitosti). Vršna učinkovitost između baterije i pretvarača iznosi 93 %, pa stvarna struja na strani baterije koju kabel mora podnijeti iznosi I = 2000 W ÷ (12 V × 0.93) = 2000 ÷ 11.16 ≈ 179.0 A. Omjer prenaponske snage iznosi 3000 VA ÷ 2000 W = 1.5×, a takva je snaga dostupna samo nakratko pri pokretanju motora, primjerice kompresora hladnjaka ili male pumpe — ne za neprekidno kuhanje.
To je realna gornja granica: pri struji od ~179 A na sabirnici od 12 V jasno je zašto se u ovoj klasi pretvarača koriste kabeli od 70 mm², spojeni poput sabirnica, i zašto baterija mora biti postavljena gotovo uz pretvarač. Ako vaš istodobni vršni napon stalno prelazi 2000 W, pravo je rješenje pretvarač klase 24 V ili 48 V, a ne deblji kabeli od 12 V za ovu samostalnu jedinicu bez mogućnosti paralelnog spajanja.
Isti se pet formula primjenjuje u svakom koraku u nastavku. Možete unijeti svoje uređaje i ponovno provjeriti cijeli sustav u proračunskoj tablici.
1. Dnevna energija [Wh] = snaga uređaja [W] × sati upotrebe dnevno [h].
2. Energija baterije [Wh] = nazivni napon [V] × kapacitet [Ah].
3. Iskoristivi Wh = nazivni Wh × dubina pražnjenja (za LiFePO4 uzimamo 0.8).
4. Nazivni kapacitet [Ah] = potrebni iskoristivi Wh ÷ DoD ÷ napon sabirnice [V].
5. Presjek kabela: A = (2 × jednosmjerna duljina [m] × struja [A]) ÷ (κ × ΔV), pri čemu je vodljivost bakra κ = 56 m/(Ω·mm²), a ΔV dopušteni pad napona u voltima.
Ograničenje solarne napunjenosti: jedan MPPT regulator punjenja nazivne je struje 60 A, pa je teoretska snaga solarnog punjenja na sabirnici od 12 V 60 A × 12 V = 720 W (pri naponu održavanja od 13.5 V iznosi ~810 W). Iznad toga dodatni paneli ne povećavaju struju punjenja — višak se izravno usmjerava prema dnevnim opterećenjima. Zato je niz od 900 W apsolutni maksimum, a 3 × 250 W (750 W) praktična idealna vrijednost.
1. korak — Bilanca vat-sati za kamper ili vrtnu radnu prostoriju
Pretvarač od 12 V i 2 kW predviđen je za opterećenje jedne prostorije, mobilno napajanje ili rezervno napajanje: kamper, vrtnu radnu prostoriju, malu kolibu, malenu kuću, radionicu u šupi ili kućni rezervni strujni krug za osnovne uređaje. Nije predviđen za cijelu kuću. Kao primjer u ovom vodiču uzimamo ~1 kWh/dan — LED rasvjetu, prijenosno računalo, televizor ili usmjerivač, mali hladnjak s kompresorom, punjenje telefona i fotoaparata te povremenu upotrebu manjeg uređaja.
Dnevno energetsko opterećenje (referentni sustav od ~1 kWh/dan)
| Potrošač | Snaga | Sati/dan | Energija/dan | Napomene |
|---|---|---|---|---|
| LED rasvjeta (4×8 W) | 32 W | 4 h | 128 Wh | Večeri |
| Kompresorski hladnjak (prosječno) | 45 W | 24 h | ~450 Wh | Cikličan rad, ne neprekidan; početni udar 3–5× |
| Prijenosno računalo / telefon / usmjerivač | 50 W | 5 h | 250 Wh | Potrebna je čista sinusna krivulja |
| TV / multimedijski uređaj | 40 W | 2 h | 80 Wh | Večeri |
| LED kuhalo / mikrovalna pećnica (povremeno) | 1100 W | 0.15 h | ~165 Wh | Kratkotrajni udar, blizu granice od 2000 W |
| Vodena pumpa / mali alati | 300 W | 0.2 h | 60 Wh | Početni induktivni udar |
| Razni uređaji koji su stalno uključeni | 10 W | 10 h | 100 Wh | Stanje pripravnosti, senzori |
| Ukupno za dan | — | — | ≈ 1000 Wh | ≈ 1 kWh/dan |
Važna je noć bez sunca. Nakon zalaska sunca fotonaponski niz prestaje proizvoditi energiju, a baterija postaje jedini izvor. U ovom sustavu od 1 kWh, noćnom potrošnjom (otprilike od 22:00 do 07:00) dominiraju hladnjak i elektronika u stanju pripravnosti — oko 300–400 Wh — zato jedan blok od 100 Ah s približno 1024 Wh iskoristive energije pokriva jednu noć uz rezervu.
Uzmite u obzir trenutačnu snagu, a ne samo dnevni prosjek. Kuhalo od 1100 W, pokretanje kompresora hladnjaka i punjač prijenosnog računala u istom trenutku brzo se približavaju granici od 2000 W. Zato vlasnici kampera uključuju kuhalo u drugo vrijeme i nikad ne koriste mikrovalnu pećnicu i kuhalo istodobno. Rezerva snage od 3000 VA (1,5×) namijenjena je pokretanju motora, primjerice kompresora hladnjaka i malih pumpi, a ne neprekidnom kuhanju.
Korak 2 — Dimenzioniranje LiFePO4 baterije od 12,8 V: DoD 80% i jedna noć autonomije
GSIKE inverter uparen je s LiFePO4 baterijskim blokovima od 12,8 V (četiri ćelije spojene serijski), s BMS komunikacijom putem RS485. Kemijski sastav litijeva željeznog fosfata predviđen je za dubinu pražnjenja od 80% — raspon pri kojem jamči dug vijek trajanja. U jednom ciklusu nikada se ne potroši više od 80% energije baterijskog bloka.
Referentni primjer — 1 kWh dnevno, jedna noć autonomije
1. Potrebno je približno 1000 Wh iskoristive energije za jednu noć (hladnjak i uređaji u stanju pripravnosti rade cijelu noć).
2. Nominalni kapacitet pri DoD 0,8 = 1000 Wh ÷ 0,8 = 1250 Wh nominalno. Budući da je iskoristivo samo 80%, instalirani nominalni kapacitet mora biti veći od ciljne iskoristive energije.
3. Pretvorba u ampersate na sabirnici od 12,8 V = 1250 Wh ÷ 12,8 V ≈ 97,7 Ah.
4. Praktičan izbor = jedan LiFePO4 baterijski blok od 12,8 V i 100 Ah = 1280 Wh nominalno, 1024 Wh iskoristivo pri 80% DoD. Taj jedan blok pokriva planirani cilj od 1000 Wh iskoristive energije uz malu zimsku rezervu.
Koliko zapravo traje baterijski blok od 12,8 V i 100 Ah?
| Potrošnja na utičnici od 230 V | Struja na strani baterije pri 12 V (uz 93%) | Vrijeme rada uz iskoristivih 1024 Wh | Komentar |
|---|---|---|---|
| 200 W (prijenosno računalo + svjetla + usmjerivač) | ≈ 18 A | ≈ 4,7 h | Ugodno opterećenje za cijelu večer |
| 500 W (TV + ciklus rada hladnjaka + prijenosno računalo) | ≈ 45 A | ≈ 1,9 h | Tipično večernje vršno opterećenje |
| 1000 W (polovica nazivne snage invertera) | ≈ 90 A | ≈ 0,95 h (~57 min) | Kratka, naizmjenična uporaba |
| 2000 W (puna nazivna snaga, teoretski) | ≈ 179 A | ≈ 0.48 h (~29 min) | Samo kratki udari opterećenja; 1 h pri 2000 W zahtijeva ~167 Ah |
Dvije referentne izvedbe koje odgovaraju stvarnim instalacijama:
| Izvedba | Baterija | Nazivna energija | Iskoristivo pri DoD-u od 80% | Autonomija |
|---|---|---|---|---|
| Kamper / vrtni ured (~1 kWh/dan) | 1 × 12.8 V 100 Ah | 1280 Wh | 1024 Wh | 1 sunčan dan + 1 kratka noć |
| Mala koliba / rezervno napajanje (~2 kWh/dan) | 2 × 12.8 V 100 Ah spojena paralelno | 2560 Wh | 2048 Wh | 1–2 noći, hladnjak + pumpa + svjetla |
Provjera brzine punjenja: punjač MPPT od 60 A spojen na bateriju od 100 Ah daje brzinu punjenja od 0.6C; na par baterija ukupnog kapaciteta 200 Ah ona iznosi 0.30C. Obje su vrijednosti prikladne za LiFePO4 — baterijski sklop od 12 V i 100–200 Ah dobro odgovara ovom pretvaraču i ne bi trebao imati manje od ~100 Ah. Spojite baterijske blokove paralelno (napon sabirnice mora ostati 12.8 V), koristite kabele jednake duljine kako bi se struja ravnomjerno dijelila i ostavite priključen vod BMS-a RS485 kako bi pretvarač očitavao stanje napunjenosti i ograničenja temperature.
Korak 3 — Dimenzioniranje fotonaponskog niza: ograničenje od 900 W, optimalno 3 × 250 W, jedan MPPT
Ovaj uređaj ima jedan MPPT solarni punjač (jedan kanal za praćenje, punjenje od 60 A, ulaz od 50 A), a ne dva MPPT-a. Raspon ulaznog napona fotonaponskog sustava je radni raspon MPPT-a 30–160 V DC, najveći napon otvorenog kruga 160 V DC, a projektno ograničenje dopušta do 900 W panela na strani niza. To je najveća dopuštena snaga panela, a ne ciljna snaga. (U nekim generičkim marketinškim tekstovima navodi se mnogo snažniji kanal od 500 V / 120 A, no priručnik za GSK-2KW-12V-WIFI na poveznici, slika sa specifikacijama i službena tablica odabira fotonaponskih panela slažu se oko vrijednosti od 900 W, 160 V i 60 A — planirajte prema njima.)
U većem dijelu Europe godišnji prosjek efektivnih sati vršnog sunčeva zračenja (PSH) iznosi oko 3.0 sata dnevno — manje na krajnjem sjeveru, više na Mediteranu. Uzmite u obzir faktor smanjenja od oko 0.75 zbog temperature, prašine te gubitaka u MPPT regulatoru i ožičenju.
Primjer za orijentaciju — fotonaponski sustav za 1 kWh/dan
Potrebna snaga u Wp = dnevni Wh ÷ (PSH × faktor smanjenja) = 1000 Wh ÷ (3.0 × 0.75) = 1000 ÷ 2.25 ≈ 444 Wp. Za rezervu zimi ugradite nešto više od toga, pa planirajte ~500–750 Wp — što je znatno ispod maksimalnih 900 W.
Zašto 900 W panela bateriju puni sa samo ~750 W
Sirovo 900 W ÷ 12 V ≈ 75 A teklo bi na papiru, ali stupanj solarnog punjenja ograničen je na 60 A. Iznad 60 A višak fotonaponske energije jednostavno napaja podnevna trošila ili se apsorbira; ne puni baterijski sklop brže. Zato je praktičan niz panela ~750 W = tri modula od 250 W, upravo kao u primjeru iz službene tablice odabira fotonaponskih panela: svaki panel od 250 W radi pri Vmpp ~36 V / Impp ~8.3 A / Voc ~40 V, pa tri spojena serijski daju radni napon od ~108 V (unutar raspona 30–160 V) i Voc ~120 V (znatno ispod hladnog ograničenja od 160 V).
| Scenarij | Dnevna potrošnja | Teorijski Wp = potrošnja ÷ (3.0 × 0.75) | Preporučena konfiguracija |
|---|---|---|---|
| Kamper / vrtni ured | 1 kWh/dan | 444 Wp | 500–750 Wp (2–3×250 W) |
| Mala koliba / rezervno napajanje | 2 kWh/dan | 889 Wp | ~900 Wp (3×300 W) — na granici PV snage |
| Čvrsto ograničenje niza | — | Najviše 900 W panela (jedan MPPT) | 900 ÷ 250 W ≈ 3 modula; Voc niza neka bude < 160 V |
Provjera napona niza: zimski napon praznog hoda držite ispod 160 V. Uz tipičan temperaturni koeficijent Voc od −0.30 %/°C i temperaturu krova od −10 °C, pomnožite Voc niza s faktorom hladnoće ×1.10. Tri panela od 250 W pri hladnoći daju oko 132 V — sigurno. Nemojte spajati četiri panela ovog uređaja u seriju jer hladni Voc može prijeći 160 V i MPPT se neće pokrenuti.
Tijekom godine 1 kWp u srednjoj Europi daje otprilike 850–1050 kWh (okvirna vrijednost). Sustav panela od 750 Wp daje oko 650–780 kWh godišnje, što je prosječno ~1.8–2.1 kWh/dan ljeti, ali mnogo manje usred zime — zato su rezerva za 80 % DoD i ulaz AC od 80 A (mreža ili generator) važni tijekom oblačnih tjedana.
Korak 4 — Presjek kabela baterije od 12 V: 70 mm² pri 1 m / 1 %, 20–25 mm² pri 3 %
Pri punoj izlaznoj snazi od 2000 W struja na sabirnici od 12 V iznosi 166.7 A u idealnim uvjetima, odnosno 179.0 A pri učinkovitosti od 93 %. Na 12 V dopušteni pad napona vrlo je malen: 1 % od 12 V = 0.12 V, a čak je i blaži kriterij od 3 % = 0.36 V. Uz vodljivost bakra κ = 56 m/(Ω·mm²), minimalni presjek iznosi A = (2 × L × I) ÷ (κ × ΔV), pri čemu faktor 2 obuhvaća struju koja teče do odredišta i natrag kroz pozitivni i negativni vod. Povrh toga primjenjuje se sigurnosna rezerva od ×1.2 zbog temperature i starenja.
| Slučaj | Izračun | Teorijski A (×1.2) | Odaberite bakar |
|---|---|---|---|
| Jednosmjerna duljina 1 m, pad od 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 |
| Jednosmjerna duljina 1 m, pad od 1 %, 179.0 A (pri 93 %) | (2 × 1 × 179.0) ÷ (56 × 0.12) = 358 ÷ 6.72 | 53.3 → ×1.2 = 63.9 mm² | 70 mm² |
| Jednosmjerna duljina 1 m, pad od 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 (samo ako je prihvatljiv pad od 3 %) |
Jednostavno rečeno: kad je baterija uz pretvarač (jednosmjerna duljina voda 1 m), za pad napona od najviše 1 % pri punom opterećenju potreban je bakreni kabel presjeka 70 mm² — debeo poput sabirnice. Ako možete prihvatiti pad od 3 % na priključcima (nešto topliji kabel i manji pad napona na pretvaraču), dovoljan je presjek od 20–25 mm². Ovo je najvažnije pravilo za instalaciju na sabirnici od 12 V: vod do baterije neka bude što kraći. Svaki dodatni metar zahtijeva ili mnogo deblji bakreni kabel ili znatno veći pad napona.
Odabir osigurača: postavite glavni DC osigurač što bliže pozitivnom polu baterije, unutar zatvorenog kućišta. Uobičajeno je pravilo 1.25 × maksimalna struja vodiča. Pri struji punog opterećenja od 179.0 A to iznosi približno 224 A, pa je uobičajen izbor DC osigurač ili prekidač od 225–250 A (uz odgovarajući DC rastavljač). Bakrene prstenaste kabelske stopice stisnite odgovarajućim alatom — bez međuspojeva — jer pri 179 A na sabirnici od 12 V svaki labav spoj postaje žarište i opasnost od požara.
Korak 5 — Iskrena usporedba: 12 V naspram 24 V ili 48 V
Pitanje koje si postavlja svaki dobar instalater glasi: „Želim li doista 12 V ili bih trebao prijeći na 24 V?” Odgovor u potpunosti ovisi o vašoj istodobnoj potrošnji i duljini kabela. Pri istoj izlaznoj snazi od 2000 W struja je obrnuto proporcionalna naponu — zato sabirnica od 12 V povlači otprilike dvostruko veću struju od sabirnice od 24 V i četverostruko veću od sabirnice od 48 V.
| Napon sabirnice | Idealna struja pri 2000 W | Stvarna struja pri 93% | Presjek kabela za 1 m / pad od 1% | Najprikladnije za |
|---|---|---|---|---|
| 12 V (ova jedinica GSIKE) | 166.7 A | 179.0 A | oko 70 mm² (20–25 mm² pri padu od 3%) | Kamper, vikendica, vrtni ured, osnovna rezervna napajanja, kratki kabeli |
| 24 V (sljedeća viša klasa) | 83.3 A | oko 89.6 A | oko 16–25 mm² | 2–3 kW, dulji kabeli, manji dom |
| 48 V (viša klasa) | 41.7 A | oko 44.8 A | oko 6–10 mm² | 3 kW i više, cijela kuća, dugi kabeli |
Odaberite 12 V ako vaše istodobno opterećenje ostaje ispod oko 2 kW, baterija može biti na udaljenosti od 1–2 m od invertera, želite najjeftiniju utičnicu od 230 V za kombi ili šupu i već imate pomoćne baterije od 12 V. Prijeđite na 24 V ili 48 V ako vaš vršni zahtjev za snagom stalno prelazi 2 kW, prostorija s baterijama udaljena je nekoliko metara od trošila ili želite udobnost cijele kuće. Jedinica GSIKE od 12 V namjerno je kompaktna (358 × 295 × 105.5 mm, 6.0 kg), namijenjena mobilnoj uporabi, kratkim kabelima i rezervnom napajanju — nije pravo rješenje za cijelu kuću.
Realna ograničenja koja treba uzeti u obzir. Ova jedinica radi samo samostalno — ne može se spajati paralelno ni slagati jedna na drugu. Trajna izlazna snaga ograničena je na 2000 W (prenaponski vrh od 3000 VA dopušten je samo tijekom kratkog pokretanja motora). Radi na jednom kanalu MPPT-a. Nema IP oznaku zaštite — ima samo odvojivi poklopac protiv prašine — pa planirajte instalaciju u zatvorenom prostoru, kombiju ili na zaštićenom mjestu. Razgovor s podrškom vodi se na engleskom, a praćenje putem Wi-Fi veze dostupno je kao neobavezni vanjski dodatak.
Kompletan sustav od oko 1 kWh / za jednu noć, prema planu
Primjer sustava za kamper / vrtnu radnu sobu: jedan pretvarač GSIKE 2.5KW 12 V (nazivna kontinuirana snaga 2000 W, udarna snaga 3000 VA); jedan LiFePO4 baterijski blok od 12,8 V i 100 Ah (1280 Wh nazivnog kapaciteta, 1024 Wh iskoristivih); tri panela od 250 W spojena serijski = ~750 Wp na jedinom MPPT regulatoru (ispod granice od 900 W); kabel baterije od 70 mm², najviše 1 m duljine u jednom smjeru (20–25 mm² ako prihvaćate pad od 3 %), s osiguračem od 225–250 A za istosmjernu struju u blizini baterije; prekidač od 16 A za napojni vod izmjenične struje; te ulaz za izmjeničnu struju od 80 A, namijenjen dopunjavanju baterije tijekom oblačnih tjedana putem priključka u kampu ili malog generatora.
Sam pretvarač stoji 149,99 EUR, a besplatna dostava dostupna je u 15 europskih zemalja (obrada traje 1–3 dana, dostava 2–7 dana), uz mogućnost povrata u roku od 30 dana. Usporediv LiFePO4 baterijski blok od 12,8 V i 100 Ah dodatno stoji otprilike 130–180 EUR, pa se cijena cijelog početnog sustava od ~1 kWh kreće oko 300–360 EUR, bez panela i kabela.
Zaključak — sabirnica od 12 V neka radi unutar svojih mogućnosti: kratki vodovi, debeli bakreni vodiči, mali niz panela
Zaključak: u sustavu od 2 kW / 12 V ključno je uskladiti bateriju s opterećenjem tijekom jedne noći, panele s dnevnom potrošnjom energije, a pad napona svesti na minimum kabelom koji je gotovo sasvim kratak. Za ~1 kWh/dan to znači jedan LiFePO4 baterijski blok od 12,8 V i 100 Ah (1280 Wh nazivnog kapaciteta, 1024 Wh iskoristivih pri 80 % DoD-u), niz od ~750 Wp s tri panela od 250 W (prema izračunu od 444 Wp, ispod granice od 900 W) i kabel baterije od 70 mm² duljine 1 m / s padom od 1 % (20–25 mm² uz pad od 3 %), uz osigurač od 225–250 A za istosmjernu struju. Držite se krajnjih ograničenja: 2000 W kontinuirano, 3000 VA udarne snage (1,5×), jedan MPPT regulator, najviše 900 W fotonaponske snage, bez paralelnog spajanja — i imajte na umu da je pri 12 V potrebna otprilike dvostruko veća struja nego pri sabirnici od 24 V, zbog čega se ovakvi sustavi oslanjaju na kratke, debele bakrene vodiče i malu dnevnu potrošnju.
Često postavljana pitanja
Koliko Ah treba imati baterija za jednosatni rad pretvarača od 2000 W i 12 V?
Pri punoj snazi od 2000 W, sabirnica od 12 V povlači idealnih 2000 ÷ 12 = 166,7 A, odnosno 2000 ÷ (12 × 0,93) = 179,0 A uz učinkovitost pretvarača od 93 % na bateriji. Dakle, za sat vremena rada pretvarača punom izlaznom snagom potrebno je otprilike 167 Ah pri 12 V — u praksi oko 179 Ah kad se uračuna učinkovitost; za to treba uzeti u obzir i dubinu pražnjenja od 80 %. Jedan baterijski blok od 100 Ah stoga pri punih 2000 W traje samo oko pola sata; za sat vremena punog opterećenja potreban je blok od 200 Ah (dvije baterije od 12,8 V i 100 Ah spojene paralelno).
Koliko dugo će LiFePO4 baterija od 12,8 V i 100 Ah napajati pretvarač od 2000 W?
Baterijski blok od 12,8 V i 100 Ah ima nazivni kapacitet od 12,8 × 100 = 1280 Wh, od čega se 80 % (1024 Wh) može sigurno iskoristiti. Pri večernjem opterećenju od 200 W (prijenosno računalo, svjetla, usmjerivač) to je oko 4,7 sati; pri 500 W oko 1,9 sati, a pri 1000 W oko 57 minuta. Pri punoj snazi od 2000 W traje samo oko 29 minuta jer je 2000 W granica kontinuirane snage, a blok od 100 Ah namijenjen je kamperu ili kućici, a ne dugotrajnom radu punom snagom.
Koji presjek kabela za akumulator od 12 V trebam za pretvarač od 2000 W na duljini od 1 metra?
Struja pri punom opterećenju iznosi idealno 166,7 A ili 179,0 A pri učinkovitosti od 93 %. Prema formuli A = (2 × L × I) ÷ (κ × ΔV), uz κ = 56 za bakar, pri jednosmjernoj duljini od 1 m i strogom ograničenju pada napona na 1 % (0,12 V), potreban presjek iznosi 49,6 mm² pri 166,7 A (53,3 mm² pri 179,0 A). Uz sigurnosnu rezervu od ×1,2 to iznosi 59,6–63,9 mm² — zato odaberite 70 mm². Ako prihvaćate pad napona od 3 % (0,36 V), potreban presjek smanjuje se na 16,5 mm² pa je dovoljan kabel od 20–25 mm². U svakom slučaju, neka vod bude što kraći.
Zašto je za pretvarač od 12 V i 2 kW potreban tako debeo kabel (70 mm²)?
Zato što pri 12 V snaga od 2000 W znači vrlo veliku struju: idealno 166,7 A, odnosno 179,0 A pri učinkovitosti od 93 %. Prema Ohmovu zakonu čak i vrlo malen otpor pri toj struji uzrokuje velik pad napona i zagrijava kabel. Da bi pad napona bio samo 1 % (0,12 V) na duljini od 1 m, presjek bakrenog vodiča mora iznositi oko 60–64 mm² nakon uračunavanja sigurnosne rezerve — zato se odabire 70 mm². To je ključni kompromis sustava od 12 V: debeli, skupi kabeli, ali samo ako se akumulator nalazi tik uz pretvarač.
Koja je najveća snaga fotonaponskih panela za pretvarač GSIKE od 12 V i 2 kW?
Jedan MPPT prihvaća panele ukupne snage do 900 W, uz najveći napon otvorenog kruga od 160 V DC i radni raspon od 30–160 V. Struja solarnog punjenja ograničena je na 60 A (ulazna struja 50 A). Službeni primjer odabira panela jest povezivanje triju panela od 250 W u seriju (750 W, radni napon oko 108 V, napon otvorenog kruga oko 120 V), što je praktično optimalna konfiguracija — dodatni paneli iznad oko 750–900 W ne pune akumulator brže jer je struja ograničena na 60 A.
Zašto je praktična snaga solarnog panela samo 750 W, kad je najveća 900 W?
Izravnim izračunom 900 W ÷ 12 V dobiva se oko 75 A, ali solarni regulator ograničen je na 60 A. Iznad 60 A višak snage fotonaponskih panela ne povećava punjenje akumulatora — služi samo za izravno napajanje trošila tijekom podnevnih sati. Zato je 900 W gornja granica snage panela, dok je konfiguracija 3 × 250 W = 750 W usklađena s regulatorom i ne troši se uzaludna snaga panela. Pri 60 A × 12 V teorijska snaga solarnog punjenja iznosi 720 W (oko 810 W pri naponu održavanja od 13,5 V).
Koja nazivna vrijednost istosmjernog osigurača štiti napajanje iz akumulatora od 12 V i 2 kW?
Postavite osigurač što bliže pozitivnom polu akumulatora, unutar zatvorenog kućišta. Odaberite nazivnu struju od otprilike 1,25 × najveće struje u vodu: 1,25 × 179,0 A ≈ 224 A, pa je uobičajen izbor istosmjerni osigurač ili prekidač od 225–250 A s odgovarajućim istosmjernim rastavljačem. Upotrijebite pravilno prešane bakrene kabelske stopice i izbjegavajte međuspojeve jer će se labav spoj pri struji od 179 A na sabirnici od 12 V vrlo brzo pregrijati.
Trebam li odabrati sustav od 12 V ili prijeći na 24 V za kamper snage 2 kW?
Ostanite na 12 V ako je vaše vršno opterećenje manje od ~2 kW, baterija se može nalaziti unutar 1–2 m od pretvarača i već imate pomoćne baterije od 12 V. Prijeđite na 24 V ako se vršno opterećenje približava ili premašuje 2 kW ili ako je prostorija s baterijom udaljena nekoliko metara od trošila. Pri snazi od 2000 W sabirnica od 24 V provodi samo ~89,6 A (otprilike polovicu od 179 A pri 12 V), čime se potreban presjek kabela smanjuje sa 70 mm² na otprilike 16–25 mm² i omogućuje polaganje kabela na veće udaljenosti.
Koliko vat-sati dnevno zapravo troše kamper ili vrtna radna prostorija?
Kompaktni kamper ili izolirana vrtna radna prostorija s LED rasvjetom, prijenosnim računalom, televizorom ili usmjerivačem, malim hladnjakom s kompresorom i punjačem za telefon obično troši 0,8–1,5 kWh dnevno. U ovom primjeru koristi se oko 1000 Wh: hladnjak ~450 Wh, rasvjeta 128 Wh, prijenosno računalo/usmjerivač 250 Wh, televizor 80 Wh, povremena upotreba kuhala za vodu ili mikrovalne pećnice ~165 Wh, pumpa 60 Wh i stanje pripravnosti 100 Wh. Sastavite vlastiti popis tako da pomnožite snagu svakog uređaja s brojem sati upotrebe.
Zašto je struja pretvarača od 12 V 167 A, a za kabel se navodi 179 A?
166,7 A idealna je struja: 2000 W ÷ 12 V. 179,0 A stvarna je struja koju baterija mora isporučiti jer pretvarač gubi oko 7 % pri pretvorbi istosmjerne struje u izmjeničnu od 230 V (učinkovitost od baterije do pretvarača 93 %). Da bi se na izlazu isporučilo 2000 W, baterija zapravo mora dati 2000 ÷ (12 × 0,93) ≈ 179 A. Pri dimenzioniranju kabela i osigurača koristite veću vrijednost od 179 A, a ne idealnih 167 A.
Izvori i brojke korištene u izračunima
Brojke u nastavku predstavljaju izvore parametara i podataka korištene za izračune. Potrošnja i klimatske vrijednosti okvirni su prosjek za 15 zemalja dostave u Europi.
• Stranica proizvoda GSIKE 2.5KW 12 V i povezani priručnik GSK-2KW-12V-WIFI (2000 W kontinuirano, udarna snaga 3000 VA, jedan MPPT od 60 A, maks. 900 W fotonaponske snage, Voc 160 V, radni raspon 30–160 V, punjenje izmjeničnom strujom 80 A / kombinirano 120 A, cijena 149,99 EUR): gesike.com.
• Europski standard za jednofazno napajanje: 230 V / 50 Hz (EN 50160) i okvirni prinos fotonaponskog sustava od 850–1050 kWh po kWp godišnje diljem Europe; oko 3,0 vršna sunčana sata kao godišnji prosjek.
• Vodljivost bakra κ = 56 m/(Ω·mm²) i formula za pad napona A = (2·L·I) ÷ (κ·ΔV); provjereno u odnosu na objavljene smjernice za dimenzioniranje istosmjernih kabela, prema kojima je sabirnica od 24 V preporučena iznad ~2–3 kW, a od 12 V ispod ~2 kW.
• Kemija LiFePO4 projektirana za dubinu pražnjenja od 80 % radi dugog vijeka trajanja; nazivni napon bloka 12,8 V (4S), napon održavanja punjenja 13,5 V, zaštita od prenapona pri 14,1 V.
Vodiči i usporedbe
Istražite detaljnije prije kupnje:
