인버터와 기존 AC-DC 컨버터를 사용하는 대신 전체 엔드-투-엔드 DC 시스템에서 랩탑과 같은 DC 어플라이언스에 전력을 공급 하는 것이 훨씬 더 효율적 이라는 것이 대부분 신화입니다. 1 .
첫 번째 질문을 살펴 보자.
1) 랩톱에 전원을 공급하기 위해 기존의 자동차 전력 인버터를 사용하는 것처럼 12V에서 120V로 승압 한 다음 다시 12V로 전환하는 것이 얼마나 비효율적입니까? 노트북의 전원 공급 장치)?
하드웨어에 따라 다르지만 너무 끔찍 하지는 않습니다 . 인버터의 DC-> AC 변환과 기기의 전원 공급 장치에서 AC-> DC 변환의 두 가지 기본 변환이 있습니다.
대부분의 최신 품질의 인버터는 작동 범위의 대부분에서 90 % 이상의 효율과 95 % 이상의 효율에 접근합니다. 매우 저렴하거나 작은 인버터는 아마도 80 년대 저전력에서 나빠질 수 있으며, 정격 전력에 비해 매우 낮은 전력으로 작동 할 때 좋은 인버터는 종종 효율이 떨어집니다.
AC-> DC 측에는 더 많은 분산이 있습니다. 일부 유명 브랜드의 랩톱과 함께 제공되는 일부 품질 변환기는 90 %의 효율에 도달하지만 다른 많은 변환기는 70 % ~ 80 % 범위에 있습니다. USB 플러그에있는 것과 같은 매우 작은 AC-> DC 컨버터는 공간 제약이 적은 컨버터보다 효율이 약간 떨어집니다.
전반적으로, 당신은 아마도 40 %의 합리적인 인버터로 최악의 손실에 대해 아마도 15 % (90 % 효율적인 전원 공급 장치로 95 % 효율적인 인버터)의 최고 사례 손실을보고 있습니다. 70 % 전원 공급 장치 2 와 결합 된 높은 80 .
이제 장치가 DC 시스템의 전압 (예 : 12V 또는 24V)에서 정확하게 작동하지 않는 한 "end-to-end"DC 경로에는 일반적으로 DC-DC 변환이 필요하다는 점도 고려하십시오. 이 전환은 위의 전환 중 하나만큼 효율적일 수 있습니다. 최악의 경우 입력 및 출력 범위가 넓은 다양한 조정 가능 벅 / 부스트 컨버터 중 하나를 구입하면 이상적인 범위를 벗어나 작동하는 경우 효율성이 상당히 낮아질 수 있습니다. 따라서 다른 모든 요소를 무시하면 전체 DC 경로가 이미 AC보다 효율이 떨어질 수 있습니다!
여전히 전체 DC 경로가 이론적으로 DC-AC-DC 경로보다 10 % 정도 더 효율적이라고 가정 해 봅시다. 다음은 작은 이점보다 큰 전체 DC 경로의 단점입니다.
- 포인트 (2)에서 언급 한 집 (또는 RV 또는 기타)과 같은 것에는 이미 기존 120V 배선이있을 것입니다. 전체 DC 시스템의 전원 장치는 해당 장치를 배터리 뱅크에 매우 가깝게 배치하거나 두 번째 DC 배선을 실행해야합니다 시스템은 상당한 노력을 기울입니다 (기존 집에 배선을 추가하는 것은 추악한 것을 신경 쓰지 않는 한 건물을 짓는 것보다 훨씬 어렵습니다). 또한 DC 전원용 표준 콘센트가없는 것과 같은 문제가 발생할 수 있습니다 (담배 라이터는 가장 널리 지원되는 것이지만 많은 목적에 부적합합니다).
- 낮은 전압은 본질적으로 전송을위한 높은 전압보다 효율이 떨어집니다. 주어진 절대 전압 강하가 전체 전압의 상대적으로 높은 비율을 나타 내기 때문에 동일한 전력을 공급하기 위해 비례 적으로 더 많은 전류가 필요하기 때문입니다. 이 효과는 대략 2 차입니다. 12V 시스템은 약 100 배동일한 게이지의 120V에서 동일한 게이지의 전선으로 전압 강하가 발생하여 동일한 전력을 공급합니다. 예를 들어, 120W의 부하에 대해 10 피트 14 AWG 가정용 배선에서 120V 시스템에는 1A가 필요하고 0.042 %의 전압 강하 (기본적으로 반올림 오류)가 발생합니다. 동일한 전력의 12V 어플라이언스는 10A가 필요하고 4.2 %의 전압 강하를 겪습니다. 따라서 14AWG의 10 피트 이상에서는 이미 좋은 인버터에서 손실되는 전력량만큼 손실 된 것입니다. 집에서는 50 피트 또는 100 피트의 배선을 쉽게 수행 할 수있어 DC 전압 강하로 인해 120W의 작은 부하에서도 시스템을 유지할 수 없게됩니다. 실제로이 문제를 해결하려면 훨씬 더 큰 와이어 게이지를 사용해야합니다. 즉, 더 많은 태양 전지판이나 배터리에 소비 할 수있는 상당한 비용입니다.
- AC가 기본값입니다. 구입하는 거의 모든 기기에는 기본적으로 AC 플러그가 제공됩니다. 제품의 모든 종류가 있습니다 어디 수 도 크게 감소 선택 자주 직류 버전을 구입,하지만. 예, 당신 은 할 수 있습니다DC 전원 냉장고를 구입하지만 가까운 태양열 / 배터리 매장에서 1 개 또는 2 개의 이상한 모델 중에서 선택해야합니다. 이것들은 종종 다른 곳에서 구입할 냉장고의 두 배 가격이며 본질적으로 효율성이 떨어질 수있는 오래된 모델을 기반으로합니다. DC 전원 팬, TV, 커피 메이커에 대해서도 마찬가지입니다. 예, 존재하지만 선택에 따라 시장은 현재 미미합니다. "AC 전환 손실"로 절약 할 수있는 것보다 더 많은 돈을 낭비하고 결국에는 만족하지 않을 것입니다. 여기서 작동하는 한 가지 접근 방식은 AC에서 실행되지만 외부 AC-DC 파워 브릭이있는 것을 얻는 것입니다. 브릭을 건너 뛰고 DC 시스템을 직접 연결할 수 있지만 전압은 일반적으로 17V, 21V와 같은 이상한 것입니다. 계속해서 전환이 필요합니다).
그래서 나는 여기서 고독한 목소리처럼 보일 것입니다. 어떤 종류의 대형 또는 중간 크기의 "DC 시스템"은 상용 제품을 연결할 때 전환 손실을 줄이는 것만으로는 의미가 없다고 말합니다. 120V AC는 실제로 매우 합리적인 전력 분배 방법입니다. 특히 구매할 거의 모든 것이 기본 입력 이기 때문 입니다. 현대식 장비에서는 변환 손실이 상당히 작으며 전체 DC 시스템을 사용하더라도 변환 손실을 완전히 피할 수는 없습니다.
1 때때로 이것을 DC-AC-DC 접근법이라고 부릅니다.
2 물론, 실제로 비효율적 인 인버터를 찾고 (이것이 사용자의 제어하에 있음) 매우 비효율적 인 끔찍한 (또는 오래된) SMPS 또는 선형 레귤레이터가있는 장치를 찾으면 최악의 경우를 훨씬 더 진행할 수 있습니다.