Erhöht die Umwandlung von 12 V DC in 110 V AC wirklich die verfügbare Wattzahl?

Wie wandeln Sie beim Entwerfen von Solarmodulsystemen für Privathaushalte die von den 12-V-Gleichstrom-Solarmodulen erzeugten Watt in Watt um, die in einem 110/120-V-Wechselstromsystem verfügbar sind? Wenn ich nachrechne, scheint es der Logik zu widersprechen.

Watt = Ampere * Volt (was auch W/V=A bedeutet) ist die Grundformel. Also was ist falsch an folgendem: Die Solaranlage erzeugt 100 Watt bei 12V DC = 8,33 Ampere. Jetzt möchte ich diesen erzeugten Strom verwenden, also speise ich den Strom in einen 12-V-DC-zu-110-V-AC-Wechselrichter ein. Wenn ich die erzeugten Ampere von 8,33 A mit 110 V multipliziere, erhalte ich 916,3 Watt. Ich dachte immer, dass ein Watt ein Watt ist (natürlich abzüglich der Verlustleistung aufgrund von Widerstand und Ineffizienzen Ihres Schaltungsdesigns), also verwandle ich wirklich 100 Watt Gleichstrom in 900 Watt Wechselstrom? Das scheint jeder Logik zu widersprechen. Oder muss ich trotzdem nur 100W 110V AC haben und warum? Übersehe ich eine Formel, die beim Invertieren von DC in AC enthalten sein sollte?

Wenn meine Mathematik richtig ist, warum sagen sie dann, dass ich ein 5-kW-12-V-DC-System für mein Zuhause benötigen würde? Das würde in meinem Haus zu 416 Ampere und einem 45,8-kW-110-V-Dienst umwandeln, wenn die Solaranlage ihre Höchstleistung erreicht. (Ich weiß, dass ich nachts keinen Strom bekommen würde). Mein durchschnittlicher stündlicher Verbrauch beträgt 2 kWh, also scheint es, dass 46 kW VIEL übertrieben sind, selbst wenn ich etwas auf Batterien für den nächtlichen Gebrauch spare.

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Antworten (3)

Deine Mathematik ist falsch.

100 Watt durch Solarstrom bei 12 V erzeugt.

Ihre 8,33 Ampere sind die richtige Berechnung.

Der Fehler, den Sie gemacht haben, besteht darin, anzunehmen, dass dieser Strom den gleichen Wert behält , wenn er der 110-V-Quelle hinzugefügt wird. Sie können die Systeme nicht einfach verbinden. Um die 12 V (DC) in die 110 V (AC) einzuspeisen, müssen Sie sie in dasselbe umwandeln - normalerweise in die 110 V AC. Dies bedeutet die Verwendung einer Art Konverter (im Grunde ein Transformator, bei dem der Gleichstrom durch Transistorschalter in Wechselstrom umgewandelt wird). Der POWER OUT ist immer kleiner als der POWER IN, so dass bei 110 V der Strom weniger als 0,909 Ampere beträgt, NICHT 8,33 Ampere . (Vin * Iin >= Vout * Iout)

Ihre Aussage - Der POWER OUT ist immer geringer als der POWER IN, so dass bei 110 V der Strom weniger als 0,909 Ampere beträgt, NICHT 8,33 Ampere. (Vin * Iin >= Vout * Iout) - ist die Mathematik, die mir fehlt. Wie wird aus 8,33 A DC-Eingang zum Wechselrichter ein 0,909 A-Ausgang auf der AC-Seite?
Stromaufnahme = 100 W I = 100/12 = 8,33 A
@BryantHaggen Power in = 100 W I = 100/12 = 8,33 A Angenommen, Sie könnten den Konverter zu 100% effizient machen, beträgt die Power out 110 x I (out) = Power in = 100 W. Die Berechnung dieses Stroms ergibt 100/110 = 0,909 A. Dies ist für 100% Umwandlung der Leistung. Im Allgemeinen sollten Sie mit einem Wert von 80 % arbeiten (es gibt immer Leistungsverlust), sodass die Ausgangsleistung 80 W (80 % von 100 W) beträgt und dies einen Ausgangsstrom von 80/110 = 0,73 Ampere ergibt (siehe Ians Antwort unten).
Danke für Ihre Antwort. Als Software-Ingenieur denke ich in Algorithmen, die von Punkt A bis Punkt Z gehen, also konnte ich nicht schlafen, wenn ich wusste, dass ein Teil des „Software-Programms“ fehlte. Ich hatte das vordere und das hintere Ende des Programms, aber nicht das Stück in der Mitte. Nochmals vielen Dank für Ihre Unterstützung, da sie mir geholfen hat, den Algorithmus fertigzustellen. Jetzt kann ich beruhigt schlafen, weil ich weiß, dass ein Watt immer noch ein Watt ist (abzüglich der Ineffizienzen in der Schaltung natürlich, wie alle sorgfältig darauf hingewiesen haben).

Ihr Konverter kann nicht zaubern. Es wandelt Energie von einer Form (Strom bei 12 V DC) in eine andere Form (Strom bei 110 V AC) um. Es kann keine Energie erzeugen, im Gegenteil: Wie jedes physische Gerät ist es unvollkommen, also verliert es Energie . Eine typische Zahl könnte 20 % Verlust oder 80 % Wirkungsgrad sein.

Nehmen wir an, Sie ziehen 1 A Strom auf der 110-V-AC-Seite, was 110 W entspricht. Um diese zu erzeugen benötigt der Konverter 110W / 0,8 = 137,5W. (Die anderen 27,5 W sind die Verluste im Konverter, die in Form von Wärme auftreten. Unter bestimmten Umständen könnte dies als nützlich angesehen werden, aber wir werden es als Verlust betrachten.) Dies wird daher von Ihrem 12-V-Eingang an den Konverter geliefert es wird 137,5 / 12 = 14,5 A (gerundet) ziehen.

Keine Magie, nur Mathematik.

Ich sehe immer noch nicht die "mittlere Mathematik", die im Wandler vor sich geht, der ein WATT konstant hält (natürlich ohne Schaltungsverlust) auf der Wechselstromseite des Wechselrichters. Wenn Sie die vollständige Algorithmussequenz (Computerprogramm, wenn Sie möchten) schreiben würden, die von der Quelle zum Ziel geht, verstehe ich sie vielleicht besser. Solar: 100 W/12 VDC = 8,33 A -> INVERTER: (welche Mathematik hier? Wie wird 8,3 Ampere DC-Eingang zu 0,9 Ampere AC-Ausgang) -> AC_Side: 0,9 A * 110 VAC = 100 W verfügbar. // Verlust für die Erklärung ignorieren. Das kann ich später einfließen lassen. Alle Befragten haben den Verlust gut erklärt.
Abgesehen von den Verlusten ist die zugeführte Energie gleich der abgegebenen Energie. Rechnen Sie rückwärts vom Ausgang zum Eingang. 9A*110V=990W. Am Eingang werden also 990W/12A=82,5A abgenommen. Wenn Sie nach vorne rechnen wollen: bei 12V*8,33A=100W am Eingang verfügbar, kann der Ausgang 100W/110V=0,91A (gerundet) liefern.
Und vielen Dank für Ihre schnelle Antwort auf meine anfängliche Frage – ich habe sie sehr geschätzt.
Ich sehe immer noch nicht die Formel, die ich mir erhofft hatte. Ich suche nach einer Formel, die 3 Parameter als Eingang 1 verwendet: DC-Volt. 2: Gleichstromverstärker. 3: Wechselspannung. Es würde dann diese Werte verwenden und die Wechselstromverstärker als Ausgang berechnen. Mit anderen Worten, ich muss die 8,33 Ampere 12 VDC = X Ampere 110 VAC umwandeln. Welche Mathematik muss für X gelöst werden?
Alles klar, ich glaube ich habe es. Ich habe mehrere Werte ausprobiert und dies scheint als Mathematik für einen Wechselrichter zu funktionieren. VDC*A_DC/VAC=A_AC In Worten versus Algorithmus – VoltsDC mal DC_Amps dividiert durch VoltsAC gleich AC_Amps Ausgang.
Sie können das leicht aus den ersten Prinzipien ableiten: Pin = Pout und P = U * I. Aber Sie scheinen darauf zu bestehen, vorwärts zu arbeiten, was nur in Ordnung ist, wenn Sie erkennen, dass Sie über den maximal verfügbaren Strom, die Leistung usw. sprechen. Wenn die Berechnung tatsächlich ist Werte müssen Sie rückwärts arbeiten, indem Sie Iin = Iout * Vout / Vin verwenden.
Ja, ich bin vorprogrammiert, nach vorne zu denken, da ich von Beruf Software Engineer bin. Elektronik ist ein Hobby, das ich aufgegriffen habe, weil wir im College Kurse in digitaler Elektronik belegen und kleine Mikrocomputer bauen mussten, aber das ist so lange her (in den 70er Jahren), dass ich mich nicht an alles erinnern konnte, was mir beigebracht wurde. Nochmals – ich danke Ihnen allen für Ihre Antworten. Es hat mir geholfen, das fehlende Puzzleteil zu finden.
In diesem Fall ist die Leistungsaufnahme auf der 110V-Seite als Ursache anzusehen, die Leistungsaufnahme (und damit der Strom) auf der 12V-Seite ist die Folge.

Sie gehen davon aus, dass Sie, wenn Sie 8 Ampere in den Wechselrichter einspeisen, 8 Ampere von der Hochspannungs-Wechselstromseite erhalten. Sie werden es nicht tun, oder wenn Sie es tun, haben Sie es geschafft, Energie aus dem Nichts zu erzeugen (patentieren Sie das ganz schnell und arbeiten Sie nie wieder!).

In Ihrem Beispiel speisen Sie 100 Watt ein. Sie erhalten 100 Watt abzüglich der Verluste im Wechselrichter. Bei einem angenommenen Wirkungsgrad von 80 % erhalten Sie 100/110 * 0,8 = 0,73 Ampere

Ich verstehe den Verlust aufgrund von Ineffizienz. Ich suche nach dem Algorithmus (Formel), der im Wechselrichter passiert und den 8,33-A-DC-Eingang zum Wechselrichter in 0,909 Ampere-Ausgang auf der AC-Seite ändert. Ja, wir stimmen beide darin überein, dass das obige Beispiel von 8,33 bis 0,909 keinen Verlust berücksichtigt, aber ich kann das später in die Formel einbauen. Ich müsste die Ausgangsverstärker des Wechselrichters mit 0,8 multiplizieren, um den Verlust zu berücksichtigen (was zu 0,73 A führt, wie Sie erwähnt haben), bevor ich die maximal verfügbaren Ampere berechne, die ich ziehen könnte, was nach Berücksichtigung des Verlusts maximal 80 Watt zur Verfügung stehen würde.
Erhöht die Umwandlung von 12 V DC in 110 V AC wirklich die verfügbare Wattzahl?
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