Stromversorgung des Laptops aus 12-V-Quellen ohne Wechselrichter

Ja, es wird tonnenweise Energie verschwendet, wenn man von 12 V auf 110 V wechselt, besonders wenn man sie nur an ein Netzteil anschließt, das auch etwas Strom verliert und es wieder in Niederspannungs-Gleichstrom umwandelt.

Sie können einen DC/DC-Wandler kaufen, der bei einem 10-24-V-DC-Eingang eine einstellbare Spannung von 9-20 V DC liefert.

Ich habe schon früher einen Konverter im SEPIC-Stil gebaut, genau für solche Dinge: http://dren.dk/carpower.html

Einige Laptops können mit variablen Stromquellen betrieben werden, normalerweise mit älteren.

DC-DC-Adapter verlieren 20 % bei ihrer grundlegenden Umwandlung von 12 V in 19 V (selbst mit Multimeter getestet), im Vergleich zu 40+ % oder mehr, um einen 110-V-Wechselrichter mit Strom zu versorgen, um den Wechselstromadapter mit 19 VDC auszugeben.

Ich würde gerne einen neueren, bereits EFFIZIENTEN Laptop finden, der für einen 11-15,5-V-Gleichstromeingang gebaut wurde ... Ein älterer Computer, den ich habe (zu langsam), ist ein NEC Daylite, 16-V-Netzteil, normalerweise, aber es läuft aus 11-16V kein Problem. ca. 7-11 Watt je nach Nutzung.

Update: Einige moderne Laptops werden über USB-C anstelle einer dedizierten Strombuchse mit Strom versorgt. Diese Laptops können direkt über ein USB-C-Auto-"Zigarettenanzünder"-Netzteil aufgeladen werden, das mit DC-DC und nicht mit DC-AC-DC arbeitet.

Sieht so aus, als ob sie normalerweise bei 30 W pro Port maximal sind. Das sollte noch funktionieren, langsamer als ca. 90 W vom Wand-AC-Netzteil.

Beispiele von Anker: https://www.anker.com/products/108/204/car-chargers

Für ältere Modelle ist es möglich, dass Ihr Laptop-Hersteller bereits einen Adapter für Auto-/Flugzeugfahrzeuge anbietet, den Sie kaufen können. Es wandelt die Batteriespannung direkt in die richtige Eingangsspannung für den Laptop um (DC-DC). Vielleicht erfüllt es eine doppelte Aufgabe und kann auch Wechselstrom (Wand) aufnehmen.

Eine weitere Option wäre ein generischer Autoadapter mit austauschbaren Steckerspitzen für die meisten großen Laptopmarken.

Es ist größtenteils ein Mythos, dass es viel effizienter ist, Gleichstromgeräte wie Laptops in einem vollständigen End-to-End-Gleichstromsystem zu betreiben, anstatt einen Wechselrichter und dann den vorhandenen AC-DC-Wandler zu verwenden ¹ .

Kommen wir zu Ihrer ersten Frage:

1) Wie ineffizient ist es, 12 V auf 120 V und dann wieder auf 12 V zu erhöhen, wie bei der Verwendung eines herkömmlichen Auto-Wechselrichters, um einen Laptop mit Strom zu versorgen (dh die 12-V-Autobatterieleistung wird von einem Wechselrichter auf 120 V und dann zurück auf 12 V erhöht). Laptop-Netzteil)?

Es hängt von Ihrer Hardware ab, aber es ist nicht allzu schlimm. Sie haben zwei primäre Umwandlungen: die DC -> AC Umwandlung im Wechselrichter und die AC -> DC Umwandlung in der Stromversorgung für das Gerät.

Die meisten modernen Qualitäts-Wechselrichter haben einen Wirkungsgrad von über 90 % und viele nähern sich über einen großen Teil ihres Betriebsbereichs einem Wirkungsgrad von 95 %. Sehr billige oder kleine Wechselrichter können schlechter sein, vielleicht in den niedrigen 80ern, und selbst gute Wechselrichter sind oft weniger effizient, wenn sie im Verhältnis zu ihrer Nennleistung mit sehr geringer Leistung betrieben werden.

Für die AC -> DC-Seite finden Sie mehr Varianz. Einige hochwertige Konverter, z. B. die, die mit einigen Laptops von Markenherstellern geliefert werden, nähern sich einer Effizienz von 90 %, aber viele andere liegen im Bereich von 70 % bis 80 %. Sehr kleine AC -> DC-Wandler, wie sie in USB-Steckern zu finden sind, sind tendenziell etwas weniger effizient als Wandler und haben weniger Platzbeschränkungen.

Insgesamt sehen Sie also einen Best-Case-Verlust von vielleicht 15 % (ein 95 % effizienter Wechselrichter mit einem 90 % effizienten Netzteil) bis zu einem Worst-Case-Verlust von vielleicht 40 % mit einem vernünftigen Wechselrichter (ein Wechselrichter in der hohe 80er kombiniert mit 70% Stromversorgung ² .

Bedenken Sie nun auch, dass der "End-to-End"-DC-Pfad im Allgemeinen auch eine DC-DC-Wandlung benötigt, es sei denn, das Gerät arbeitet genau mit der Spannung (z. B. 12 V oder 24 V) Ihres DC-Systems. Diese Konvertierung ist wahrscheinlich bestenfalls so effizient wie eine der oben genannten Konvertierungen. Im schlimmsten Fall, wenn Sie einen der verschiedenen regelbaren Buck/Boost-Wandler mit großen Eingangs- und Ausgangsbereichen kaufen, kann der Wirkungsgrad erheblich geringer sein, wenn er außerhalb seines idealen Bereichs arbeitet. Wenn man also alle anderen Faktoren außer Acht lässt, ist es sogar möglich, dass der vollständige DC-Weg bereits weniger effizient ist als AC!

Nehmen wir dennoch an, dass der vollständige DC-Pfad theoretisch etwas effizienter ist als der DC-AC-DC-Pfad, vielleicht um 10 %. Hier sind die Nachteile eines vollständigen DC-Pfads, die diesen kleinen Vorteil überwiegen könnten:

• So etwas wie ein Haus (oder ein Wohnmobil oder was auch immer), wie Sie in Punkt (2) erwähnt haben, verfügt bereits über eine vorhandene 120-V-Verkabelung: Stromverbraucher in einem vollständigen Gleichstromsystem müssten diese Geräte entweder sehr nahe an der Batteriebank aufstellen oder eine zweite Gleichstromverkabelung verlegen System mit erheblichem Aufwand (das Hinzufügen von Kabeln zu einem bestehenden Haus ist viel schwieriger als dies während des Baus zu tun - es sei denn, Sie haben nichts dagegen, hässlich zu sein). Darüber hinaus werden Sie auf Probleme stoßen, wie z. B. keine Standardsteckdose für Gleichstrom (der Zigarettenanzünder ist wahrscheinlich das am ehesten unterstützte Ding, aber für viele Zwecke ungeeignet).
• Niedrigere Spannungen sind für die Übertragung von Natur aus weniger effizient als höhere Spannungen: sowohl weil ein bestimmter absoluter Spannungsabfall einen höheren relativen Anteil der Gesamtspannung darstellt, als auch weil proportional mehr Strom benötigt wird, um die gleiche Leistung zu liefern. Dieser Effekt ist ungefähr quadratisch: Ein 12-V-System leidet ungefähr 100 Malder Spannungsabfall als Drähte der gleichen Stärke bei 120 V der gleichen Stärke, um die gleiche Leistung zu liefern. Ein Beispiel: Über 10 Fuß 14 AWG Haushaltsverkabelung benötigt ein 120-V-System für eine Last von 120 W 1 Ampere und erleidet einen Spannungsabfall von 0,042 % - im Grunde ein Rundungsfehler. Ein 12-V-Gerät mit der gleichen Leistung würde 10 Ampere benötigen und einen Spannungsabfall von 4,2 % erleiden - über 10 Fuß von 14 AWG haben Sie also bereits etwa so viel Leistung verloren wie bei einem guten Wechselrichter. In einem Haus können Sie leicht Kabelwege von 50 oder 100 Fuß haben, was zu DC-Spannungsabfällen führt, die das System unhaltbar machen – selbst bei einer kleinen Last von 120 W. In der Praxis müssten Sie eine deutlich größere Drahtstärke verwenden, um dem entgegenzuwirken: ein erheblicher Kostenfaktor, der stattdessen einfach für mehr Solarmodule oder Batterien ausgegeben werden könnte.
• AC ist die Standardeinstellung: Fast jedes Gerät, das Sie kaufen, wird standardmäßig mit einem AC-Stecker geliefert. Es gibt alle möglichen Geräte, bei denen man auch eine DC-Version kaufen kann, aber oft mit stark reduzierter Auswahl. Ja, das kannst duKaufen Sie einen mit Gleichstrom betriebenen Kühlschrank, aber Sie müssen so ziemlich aus den 1 oder 2 seltsamen Modellen in Ihrem örtlichen Solar- / Batteriegeschäft wählen. Diese sind oft doppelt so teuer wie ein Kühlschrank, den Sie woanders kaufen würden, und basieren auf einem alten Modell, das von Natur aus weniger effizient sein kann. Dasselbe gilt für DC-betriebene Ventilatoren, Fernseher, Kaffeemaschinen, was auch immer. Ja, es gibt sie, aber der Markt ist derzeit winzig, wie die Auswahl folgt. Sie werden mehr Geld verschwenden und mit dem, was Sie am Ende haben, weniger zufrieden sein, als Sie jemals an "Wechselstrom-Umwandlungsverlusten" sparen werden. Der einzige Ansatz, der hier funktioniert, besteht darin, Dinge zu bekommen, die mit Wechselstrom laufen, aber einen externen AC-DC-Strombaustein haben: Sie können den Baustein überspringen und Ihr Gleichstromsystem direkt anschließen (aber auch hier sind die Spannungen normalerweise seltsame Dinge wie 17 V, 21 V, usw., so dass Sie am Ende immer noch eine Konvertierung benötigen).

Ich werde hier also die einzige Stimme sein und sagen, dass jede Art von großem oder mittlerem "DC-System" nicht wirklich sinnvoll ist, nur um Umwandlungsverluste zu sparen, wenn Sie handelsübliche Geräte anschließen. 120 V Wechselstrom ist eigentlich eine ziemlich vernünftige Methode der Stromverteilung, zumal es der Standardeingang für fast alles ist, was Sie kaufen würden. Die Umwandlungsverluste sind bei modernen Geräten ziemlich gering, und selbst bei einem vollständigen Gleichstromsystem können Sie Umwandlungsverluste normalerweise nicht vollständig vermeiden.

¹ Ich nenne das manchmal den DC-AC-DC-Ansatz.

² Natürlich können Sie den schlimmsten Fall viel weiter vorantreiben, wenn Sie einen wirklich ineffizienten Wechselrichter suchen (aber das liegt unter Ihrer Kontrolle) und ein Gerät mit einem schrecklichen (oder nur alten) SMPS oder Linearregler finden, der sehr ineffizient ist.

Ich habe genau das in meinem Haus getan, das von Sonnenkollektoren angetrieben wird. Als ich das Haus baute, ließ ich den Elektriker DC-Verkabelung zu bestimmten Punkten verlegen. Da es sich bei meinem um ein 24-Volt-System handelt, verwende ich einen Abwärtswandler, um 19 V zu erhalten, um sowohl meinen Asus-Laptop als auch einen externen LED-Monitor von LG (wieder 19 V) mit Strom zu versorgen. Dafür gibt es viele preiswerte (aber anständige Qualität, soweit ich das beurteilen kann) Abwärtswandler. Beachten Sie, dass ich in meinem Fall vor dem Abwärtswandler einen Brückengleichrichter (BR68) verwenden musste, um eine geringe Wechselstromwelligkeit aus der Gleichstromleitung herauszufiltern. Ich denke, die Welligkeit kam herein, weil AC / DC-Leitungen eine Wandleitung teilten. Hier ist eine , die ich gefunden habe.