Diskuse Elektrika.cz

Potřebuji napájet sonograf mimo dosah el. vedení (zásuvky 230V).
Příkon sonografu uvedený v manuálu je 150VA.
Měřičem spotřeby (obyčejný měřák do zásuvky) jsem naměřil příkon 30W a proud 0,28A.
Koupil jsem si měnič napětí 12/220V o výkonu 300W a motobaterii 12V o kapacitě 3Ah.
Vycházel jsem z (naprosto laického) předpokladu, že baterie o kapacitě 3Ah by měla dodávat proud 0,28A po dobu více než 9 hodin.
Mně STAČÍ PŘIBLIŽNĚ 1,5 HODINY PROVOZU. Po zapojení plně nabité baterie jsem však zjistil, že sonograf funguje 12 minut, poté zazní varovný signál z měniče, že napětí pokleslo pod 10,5 V a měnič se vypne (vyzkoušeno 3x s plně nabitou baterií).
Jakou kapacitu baterie tedy potřebuji pro hodinu a půl provozu?
Potřebuji se při práci pohybovat - jedná se mi tedy o co nejnižší hmotnost (vše nesu v rukou,resp. na ramenou).
Prosím o osvětlení problematiky, případně odkaz, kde se mohu zeptat či najít odpověď.

Ono se takhle jednoduše počítat nedá, celé je to podstatně složitější a ve finále jsou stejně jediné relevantní pratické zkušenosti - jinak řečeno - musí se to vyzkoušet ... :)

Čistě teoreticky by se dalo na vaši otázku jednoduše odpovědět, že pokud baterie s kapacitou 3 Ah vydrží 12 minut, násobkem kapacity baterie můžete vynásobit i čas provozu. Prakticky by ta doba provozu měla být i o něco více, baterie s vyšší kapacitou mají "tvrdší" napětí (neklesá tolik se zatížením).
S nějakou rezervou to tedy vychází na kapacitu kolem 30 Ah.
Čistě z praktického (i finančního) hlediska by tedy přicházela v úvahu běžná automobilová baterie - nejlépe zapouzdřená, bezúdržbová. Tím ovšem poněkud utrpí požadovaná mobilita - bude to dost těžké ...

Jen doplním:
Ve svých úvahách jste se řídil toliko proudy a nebral v potaz napěťovou hladinu. Např. 4,5A v autě představuje hlavní žárovku cca 55W, kdežto doma v instalaci to bere 1000W žárovka.

K odpovědi kolegy Hasaly bych ještě něco přidal.

1) nějak se mi nezdá ten výrobcem udávaný příkon 150 VA versus Vámi naměřený 64 VA / 30 W (cos fí 0,47). Možná byste pořádným měřákem naměřil něco jiného.

2) i kdyby byla pravda těch 30 W, tzn. příkon měniče cca 35 W, tak to znamená pro akumulátor 3 Ah pěkný záhul (3 A),  při kterém klesne napětí z baterky i její kapacita dost podstatně. Pokud použijete baterii se 4-násobnou kapacitou (a přívody k baterii pořádným kabelem, i jeho odpor má vliv),  tak by vám měla stoupnout doba běhu min. 6-násobně.

3) otázkou je, jestli by při požadavku na minimální hmotnost soupravy nebylo lepší nedělat z 12V ss 230V~ a uvnitř sonografu zase zpátky nějaké ss napětí, ale pokusit se napájet sonograf přímo z aku. To by chtělo ale konzultaci s výrobcem, anebo to půjčit nějakému slaboproudaři.

Pokud chcete dostat z 12V napětí 230V a dostat z toho těch 0,28A, tak to máte odběr z baterky 2,5A a to by musel měnič makat se 100% účinností.
To, že jste naměřip odběr pouhých 30W, v jakém režimu? měřil jste to celou dobu chodu přístroje něbo jen pár vteřin? ......

Oprava, špatně sem to spočtl 0,28A je cca 65W takže by měnič při 100% účinnosti bral 5,42A.

V podstatě by se dalo říci, že základní chybu jste udělal v tom, že jste změřil odebíraný proud na 230V a počítal s tímto proudem i na 12 V.
Jenže při stejném výkonu je odebíraný proud na 12 V podstatně vyšší.

Můžeme vycházet ze vzorce P = U * I  (učiník pro zjednodušení neuvažuji)

Pokud dosadíme proud 0,28 A a napětí 230V, vyjde nám cca 65 VA.
A pokud to spočítáme na 12V, potom 65 VA/12V = 5,4A. Ještě se to trochu navýší o ztrátu v měniči, ten určitě nemá účinnost 100%.

Určitě by to chtělo změřit odebíraný proud na těch 12 V, z tohoto údaje se potom dá něco vypočítat.

Každopádně, baterie 3 Ah je pro tuto aplikaci zcela jistě nedostatečná, jak jste si konečně sám vyzkoušel... ;)

Pokud je vnitřní zapojení toho přístroje takové, že pracuje na malé napětí, potom by jistě stála za zvážení možnost navržená kolegou Tomášem Fukem, zapojit malé napětí přímo do přístroje. Musel by se na to někdo podívat, nebylo by od věci také zkusit se poptat u výrobce.
Ale byl by nutný zásah do konstrukce přístroje.

Děkuji za všechny odpovědi!
To Jaroslav Hasala:
Že to bude poněkud složitější než "3Ah=3A po dobu 1 hodiny = pro můj případ více než 9 hodin provozu",  jsem "jaksi tušil" ještě než jsem si měnič,akumulátor a nabíječku zakoupil. Říkal jsem si, že tolikanásobné teoretické předimenzování mého požadavku na 1-1,5 hodiny, musí následně v praxi stačit a "risknul jsem to".  ::) Ovšem po fiasku s 12 minutami v reálu jsem si už nedovolil selským rozumem přepočet: požadovaný násobek dvanácti minut provozu je roven násobku kapacity akumulátoru. Chtěl jsem se tentorát raději zeptat povolaných.
To Fuk Tomáš:
1) hodnoty mnou namněřené beru s rezervou, uvedl jsem je pouze pro informaci. I když si myslím, že měřidlo jakž takž funguje. Na druhou stranu na výstupu z měniče např. ukazuje 200V místo 230V.
2) to je přesně to, co jsem chtěl slyšet - 4násobná kapacita akumulátoru by mohla znamenat 6násobnou dobu chodu. Vodič od baterie k měniči je z mého laického pohledu "pořádný" - nemám to teď před sebou, ale možná 2 mm mědi v průměru (ne průřez, průměr).
3) chtěl jsem se právě vyhnout zásahu do sonografu (poměrně drahá záležitost),  navíc příjemné zjištění bylo, že měnič je velmi lehký - hmotnost v porovnání s akumulátorem zanedbatelná.
Ještě jednou děkuji za reakce, L.N.

Aha, potřebuji tedy 5,4A - měnič má dle návodu 90% účinnost, tzn 6A. Pro hodinu práce tedy akumulátor 6Ah, hodina a půl 9Ah?
30W jsem naměřil po dobu asi minuty, myslím, že se výkon/příkon nemění, je stále stejný.

Myslím, že jste nepochopil jednu zásadní věc.
Potřebujete takovou baterii, u níž vám po dobu provozu napětí nebude klesat.
U 9Ah vám rychle spadne napětí dolu a výkon je v háji.  Tak jednoduše se to spočítat nedá.
Když zvážím příkon 150VA/12V=12,5A
Za hodinu 12,5Ah ,  za 1,5H = 18,75Ah ,  řekněme 20Ah +  100% rezerva = 46Ah ,  k tomu připočítat pokles dlouhodobým provozem, takže bych si typnul na 55Ah ,  což je do auta.

Pozor na ty Ah. Někteří výrobci udávají kapacitu desetihodinovo u, t.j. vybíjecí proud je destina z kapacity. Tuto kapacitu však však při rychlejším vybíjení k dispozici nemáte. Fyzikální jev kdy se ionty z elektrolytu usazují na povrchu desek a zabraňují prosáknutí čerstvého elektrolytu k aktivní hmotě článků to nedovolí. O tomto se poraďte s fundovaným prodejcem:
Chci z akumulátoru dostat takovou a takovou kapacitu za 1,5 hodin. Nakonec z těch 9Ah vyjde třeba 16 či více Ah.

Osobně bych asi zůstal u toho "selského rozumu" a počítal bych :
3 Ah = 12 min
120 min = 30 Ah

Takže to pořád tak nějak vychází nejspíše na tu autobaterii ...

OK. Možná ještě zkusím pokus s baterií vyndanou z auta, uvidím, zda lze alespoň přibližně využít "selský" přepočet xAh = y minut provozu, 10xAh = 10y minut provozu a podle toho bych zkusil koupit akumulátor. Pokud by to však mělo znamenat autobaterii, tak mohu na mobilitu zapomenout :'(,  to už by bylo schůdnější tahat kabel...

Ten propočet jak uvádíte, je do vybitého stavu baterie a při účinnosti mněniče 100%
Jenže měnič vypoví službu při napětí 10,8V což představuje pokles napětí na článek na 1,8V, tedy totální vybití. To určitš nechcete.
Chcete-li mít jistotu musíte uvažovat účinnost kolem 75-80%.
Z toho potom vychází to navýšení kapacity.
Máte-li jetou autobaterku, která nevyhovuje v autě,  lze pžedpokládat ,  že má cca 75%kapacitu. Navíc baterie se navenek tváří podle neslabšího článku, akže je li tam jeden článek např. 30%,  bude celá baterie nejvýše 30%.
Ta autobaterka mi tak laicky vychází pro UPS měnič.
Zkusil bych www.(tento typ odkazů není povolen).cz (http://www.(tento typ odkazů není povolen).cz),  případně doporučení od nich...za dotaz e-mailem nic nedáte

#x21#.

Autoakumulátor y nejsou stavěné na cyklování! tak bacha na to, nemají rady časté vybíjení a nabíjení!

Na ten selský výpočet pozor, s klesající kapacitou akumulátoru (při konstantním odběru) klesá efektivně využitelná kapacita ještě rychleji, až na zlomek nominální kapacity.

To Dingo: to bych nebral tak doslova. Jsou to stovky cyklů,  navíc jsou většinou odolnější,  než gelové akumulátory a jinou volbu tazatel zřejmě nemá.

Lze to buď spočítat, nebo empiricky odvodit:
1) orientační výpočet (ale vstupní údaje nejsou zcela přesné): řekněme hypoteticky těch 230V/30W, pak 2 hodiny jsou 60Wh, s účinností měniče 80% je to 75Wh, při 12V je to 6,25Ah, se započtením vybíjecí křivky (viz kolega Doležal) pak cca 10Ah. Pro 60W odběru je to necelý dvojnásobek. (Btw. viděl bych to spíš na těch 60W :)).
2) odhad (kolega Hasala) po započtení téže křivky pak také dá místo 30Ah cca 20Ah. (Pro těch 12min. už skutečně vzniká docelá velká chyba odhadu - viz kolega Fuk.)

Tedy asi by se dal uvažovat i gelový AKU 12V s kapacitou mezi 18 až 26Ah. Tady se hmotnost pohybuje mezi cca 6-9kg, cena pak okolo 1000,-.
Stačí to takto orientačně?

Když máš akumulátor v provedení staničním, tak ho můžeš nabíjet a vybíjet denně.
Jsme měli 750Ah akecy ve skle. Cyklus 24hodin, po dobu 5 let.

Pokud chce pán přenositelnost, tak asi dobrým řešením by byly 2akumulátory o menší kapacitě (12-14Ah) a jeden mít na nabíječce a poté co je ten první vycucunut si je vyměnit.

to Pavel Plhla: však je spousta typů akumulátorů a každý slouží k nějakému účelu. Startovací aku co je v autě není stavěný na cyklování ale zato dokáže dodat velké proudy....atd

Osobně bych sháněl aku k tomu určený, s největší pravděpodobnos tí aku určený pro záložní zdroje, většinou v provedení AGM (velice často a nesprávně označovány jako gelové) neboli hermeticky uzavřené bezúdržbové, které pracují v jakékoli poloze.

V dnešní době internetu snad není problém najít si potřebné informace na síti.

TO: DIngo
O tom vím, nemám námitek, jen jsem reagoval na vaši poznámku, že akumulátory nejsou vhodné na cyklování. I když moje zkušenost třeba s akumulátory pro V3S, které se cyklily taky denně jsou dobré.
Proto jsem upozornil na jiný typ akumulátorů, než auto, tedy staniční, které jsou k tomu určeny.
Klidně by to mohl žešit 2ks menší kapacity.
Myslím že nejsme v zásadním rosporném pohledu na věc. Jen si myslím, že kapacitu by měl mít větší, kolem 50Ah.

;)  To jste docela pamětník, byly to staniční články typu J, od Akumy Mladá Boleslav.
Když jste vlezl do akumulátorovny na rozvodně, tak 2x24 +2x60 + 2x110V byla docela síla na čichové buňky.

Pánové, dovolte mi, abych vás seznámil s dílčími výsledky pokusu:
Z auta jsem vyndal 5 let starý (5let používaný) plně nabitý akumulátor Varta 12V L2 400/640 A (EN),  o kapacitě pravděpodobně 65 Ah. (Ovšem předpokládám, že kapacita nebude po 5 letech provozu 100%).Bohužel kapacita na něm není uvedena, odvodil jsem ji z informací o akumulátoru vhodném pro daný typ vozu na stránkách Varty. Zapojil jsem jej přes měnič k sonografu a nechal běžet 4hod a 20minut. Měnič se za tu dobu nevypnul. Tím jsem, jak se domnívám, dokázal, že opravdu neplatí "selský přepočet",  jak poukazoval pan Fuk Tomáš. Čili 65/3*12 se nerovná 260 minutám provozu (tedy4hod20min).
Teď nabíjím akumulátor proudem 7A. Domnívám se správně, že vynásobím-li dobu nabíjení v hodinách proudem 7A, získám hodnotu, která bude zamenat, kolik Ah jsem předtím "využil" z akumulátoru na 4hod 20min provozu sonografu?
Tím nechci samozřejmě říct, že bych si potom pořídil akumulátor, který by dle vypočtených hodnot měl kapacitu přesně na 1,5hod provozu. Jak jsem pochopil z Vašich komentářů, jde o to, abych nezatížil akumulátor "nekřesťanským" odběrem proudu vzhledem k jeho kapacitě.
TO Dingo: Ani v dnešní době internetu není úplně snadné najít ty správné informace na internetu, když se člověk v daném oboru naprosto neorientuje. :D
TO Dingo a Pavel Plhal: Ohledně cyklace: Akumulátor bude využit 1x týdně po dobu přibližně 1hod. Tzn. 52 cyklů ročně. Snad to nebude moc ani na "obyčejný" startovací akumulátor. ?
L.N.

TO: DOLEŽAL
No je to tak. Akumulátorka Mladá Boleslav ,  montér Vrána.
S vámi jsem z jednoho města a v důchodu..mohli bychom někdy dát řeč.

Výborný pokus. Blahopřeji.
Jen pokud chcete vědět poměrně přesně, kolik energie jste vypotřeboval, je nutno zapisovat proud, neb se v průběhu nabíjení mění -klesá. Takže nejde až tak dobře udělat např.  7Ax 6h =42Ah.
U baterie asi 5 let staré můžete předpokládat tak 75-80% kapacitu. Poznáte to dost dobře podle toho jestli vám nastartuje auto s rozsvícenými světly, bez znatelného poklesu svitu  reflektorů.
Jo to cyklování není kritické. Daleko horší je pro akumulátor startování velkými proudy, které přímo vytrhává účinnou hmotu z desek.
Proto je dobré mít baterku vyšší kapacity, aby proud z ní odebíraný považovala za srandu (a né za start v autě, řekl bych)
Ona totiž baterie každá, mění vnitření odpor a tím klesá její účinnost a schopnost dodávat proud. To že má baterie napětí neznamená nic, to naměříme vždy.
To platí i o tužkových a jiných baterkách stejně jako o akumuláteorech .

Mám tuto nabíječku: http://www.lampa.it/eng/Prodotti_scheda.asp?R=Y_70103
takže přesnou hodnotu proudu sledovat nemohu. V návodu je uvedeno, že proud je do dosažení 14,4(příp 14,8V) konstantní, a to 7A. Potom je udržováno napětí konstantníí, proud klesá, a až dosáhne určité hodnoty, je nabito. Takže nemohu využít těch 7A ani pro přibližný výpočet? Jsem schopen zachytit moment (dle signalizace diody),  kdy je dosaženo 14,4V napětí. To mi je asi k ničemu,že?

Tak to je jiná, tak v tom případě tak počítat můžete

Vaše myšlenka je v zásadě správná - má ale jeden háček. Akumulátor nemá účinnost 100%,čili musíte do něj napumpovat větší náboj, než z něj pak zase můžete odebrat.
Do znaků plného nabití se běžné olověné akumulátory nabíjejí 1,6 násobkem kapacity.
Když ho budete nabíjet jen do hranice plynování (2,4 V/článek),  tak ten koeficient bude někde kolem 1,2 - přesněji to nevím.

To že je akumulátor opravdu nabitý se pozná nejen podle plynování článků, ale správně se akumulátor na 2 hodiny odpojí, nechá odplynovat. Pak se připojí zase na nabíječku a měl by začít znovu plynovat během cca 2-3 minut. Jinak chce nechat na nabíječce na udržovacím nabíjení ještě asi 2 hodiny a operaci opakovat.

Do hranice plynování (2,4V na článek, celkem tedy 14.4V) se akumulátor nabíjel 2hod 50min. Při dodávaných 7A konstantně je to tedy 19.83Ah. Jestliže to je 1,2násobek toho, co jsem předtím z akumulátoru odebral, znamená to, že jsem odebral 16.5Ah. Na těchto 16,5 Ah běžel sonograf 4hod 20min. Tzn. že na hodinu provozu potřeboval 3,8Ah, jinými slovy odebíral proud 3,8A. To úplně neodpovídá proudu, který spočítali pánové Dingo a Hasala (5,4A se 100% účinností měniče). No ale dejme tomu, mnou naměřený proud 0,28A při 230V mohl být nepřesný.
Nicméně, co mi můj pokus řekl? Může mi někdo interpretovat výsledky? ;) Abych se vrátil k původnímu dotazu, jakou kapacitu akumulátoru potřebuji? ::)

Oloveny akumulator vyhovujici pozadavku trvaleho odberu asi 3.8A; po dobu minimalne jedne hodiny - podle vybijecich charakteristik ( treba GM - http://nepovolený odkaz/_dokumentace/dokumenty/540/540-299/kgm.540-299.1.pdf ) vychazi potrebna kapacita asi 6.3Ah; nejblizsi dostupna je 7.2Ah.
Osobne bych doporucil akumulator mirne predimenzovat, rekneme treba 12Ah. (Konkretni kapacitu zvolte podle rozmeru, hmotnosti, ceny...)
Tim predimenzovani m zaroven zvysite zivotnost, protoze akumulatory vydrzi vice neuplnych cyklu (castecne vybit-naplno nabit),  nez plnych (vybit do mrte-naplno nabit); zaroven mate rezervu na pokles kapacity pri starnuti.

Ovšem podle týchž vybíjecích charakteristik byste potřeboval pro prodloužení doby vybíjení z 12 minut na 1 hodinu (při stejném proudu) kapacitu 10 Ah a pro 1,5 hodiny kapacitu 14 Ah.
Bohužel do toho vnáší určitou nejistotu vnitřní odpor akumulátoru, který také neznáme.
Takže pravda bude někde uprostřed - pro 1,5 hodiny běhu by měl vyhovět (bez rezervy na stárnutí) akumulátor 12 Ah.
Pozor na jeho nabíjení - neměl by se nabíjet až do plynovacího napětí (pak rychle stárne),  a udržovat by se měl jen na 13,8 V. Nabíjecí proud by neměl překročit 1,5 A, jinak zase bude rychle stárnout.

Co Vám Váš obskurní pokus řekl? Třeba to, že vážit na tržišti banány a pomeranče s využitím Archimédova zákona je sice možné,  ale poněkud nepraktické a maličko nepřesné  (dance).
Pokud se dá Vašim nynějším číslům věřit (a odběr je tedy něco přes 30W),  pak pro 1,5-2hod. provozu použijte (s rezervou) 12Ah gelový akumulátor, jak zcela správně doporučují předřečníci. Můžeme pak řešit další detaily (nabíjecí proudy a napětí,  teplotní kompenzace, počty cyklů či správnost označování různých typů akumulátorů),  ale nic přesnějšího se zde už nejspíš nedozvíte a z praktického hlediska Vám to už asi také k ničemu nebude.  :)
Pozitivní je, že nebudete muset na zádech tahat tu autobaterii  ;).

PS: to Dingo: Máte samozřejmě pravdu, AGM a GEL technologie nejsou totéž. AGM používá separátor na bázi skelných vláken, GEL pak elektrolyt ve formě gelu. Obě technologie ale patří do kategorie VRLA (ventilem řízené bezúdržbové - valve regulated lead acid). Otázkou je, zda vzhledem k účelu použití tazatelem není toto dělení spíše námětem na hádku s prodavačem (necpěte mi pořád ten gelový,  chci AGM, slyšíte? AGM!!). :)

Co je to AGM a GEL samozřejmě vím, já sem je podotkl, že prakticky všichni prodejci prezentují AGM aku jako že jsou gelové!! Což je lež, klam.... S gelovým aku se lze setkat málokdy. Jinak pro oba typy platí stejné podmínky nabíjení.

Dingo: Omlouvám se Vám, upravoval jsem ještě dodatečně narychlo své "PS",  takže to chvilku dávalo zcela jiný smysl. Jinak s gelovými AKU se na rozdíl od Vás potkávám téměř pořád  ;).

zkuste tento jednoduchý výpočet
Doba zálohování se dá spočítat podle vzorce:

T=C/(2+(P/10)),  kde T=doba zálohování v hod.,  C=kapacita akumulátoru v Ah, P=příkon čerpadla ve W.

Příklad: čerpadlo 60W, akumulátor 12V 40Ah, T=40/(2+60/10)=40/8=5hodin.

Je třeba k tomuto vzorci zohlednit vlastní spotřebu a účinnost měniče.

Tak tohle je alespoň vzorec!!  Už si ho píši do poznámek. Díky.
takže:
C= T(2+(P/10))   předpokládejme účinnost měníče 50%,  v tom by mohla být i rezerva na stárnutí
PAK:
C = 1,5(2+(30/10))     {1,5h provozu, 30W příkon}
C = 1,5(2+3))
C = 1,5*5 = 7,5Ah pro účinnost 50% je to tedy dvojnásobek
takže kapacita kolem 15Ah a vzal bych nejbližší vyšší

Snad je to dobře

Děkuji všem za váš čas a odpovědi. Zařídím se podle nich a snad dosáhnu kýženého výsledku. 8)

To> Ludek Novy,
 tady máte odkay. Dá se koupit levnější. Buse dostatečná rezerva . 
 http://shop.battex.cz/vyrobky/FG21803.php

Dle přiloženého datasheetu by vyhovělo třeba i toto (bude to ještě o necelá dvě kila v ruksaku méně,  můžu to tak nechat?)  ;)
http://www.fulgurbattman.cz/?page=detail&detail=2051&cs1id=111
Je to i o tom, zda tazatel má 1,5 hodiny v čistém pracovním čase, nebo s rezervou ... výše uvedené by mělo dát cca 1,5-2hod.