Jakou zvolit kapacitu akumulátoru pro napájení sonografu?

[Ludek Novy]

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.

[Jaroslav Hasala]

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 ...

[Petr Doležal]

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.

[Fuk Tomáš]

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.

[Dingo]

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? ......

[Dingo]

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

[Jaroslav Hasala]

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.

[Ludek Novy]

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.

[Ludek Novy]

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.

[Pavel Plhal]

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.

[Petr Doležal]

Pozor na ty Ah. Někteří výrobci udávají kapacitu desetihodinovou, 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.

[Jaroslav Hasala]

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 ...

[Ludek Novy]

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...

[Pavel Plhal]

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, případně doporučení od nich...za dotaz e-mailem nic nedáte

#x21#.

[Dingo]

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

[Fuk Tomáš]

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...

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

[SMILEK]

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?

[Pavel Plhal]

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

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.