它主要是一个神话,它是更高效的电源DC电器像一个完整的端至端直流系统在笔记本电脑上,而不是用逆变器,然后将现有的AC-DC转换器,而不是1。
让我们看一下您的第一个问题:
1)将12V升压至120V,然后回升至12V效率不高,就像使用传统的汽车电源逆变器为笔记本电脑供电一样(即12V的汽车电池电源由电源逆变器升至120V,然后由逆变器升至12V)笔记本电脑的电源)?
这取决于您的硬件,但还不算太糟。您有两个主要转换:逆变器中的DC-> AC转换和设备电源中的AC-> DC转换。
大多数现代质量的逆变器在大部分工作范围内效率都超过90%,许多效率达到95%。非常便宜或小型的逆变器可能更糟,也许在80年代的低端,甚至当相对于额定功率而言非常低的功率工作时,即使是好的逆变器也往往效率较低。
对于交流->直流侧,您会发现更多差异。一些高质量的转换器(例如,一些名牌笔记本电脑随附的转换器)的效率接近90%,而其他许多转换器的效率在70%至80%的范围内。很小的AC-> DC转换器(例如USB插头中的转换器)的效率往往略低于转换器的空间约束(效率)。
总体而言,您所看到的最佳情况下损耗约为15%(效率为95%的逆变器,电源效率为90%),最坏情况下的损耗为合理的逆变器(可能为40%) 80年代高,再加上70%电源2。
现在,还要考虑到“端到端” DC路径通常也需要DC-DC转换,除非设备恰好在DC系统的电压(例如12V或24V)下工作。此转换充其量可能与上述转换之一一样有效。最坏的情况是,如果您购买了具有宽输入和输出范围的各种可调降压/升压转换器之一,那么,如果它在理想范围之外工作,效率可能会大大降低。因此,忽略所有其他因素,甚至可能是完整的DC路径的效率已经低于AC!
尽管如此,我们还是假设整个直流路径在理论上比DC-AC-DC路径效率高出大约10%。这是一条完整的DC路径的弊端,它可能会超过这一小优势:
- 您在第(2)点中提到的类似房屋(或RV或类似物)的东西已经具有现有的120V布线:完整DC系统上的电源设备需要将这些设备放置在离电池组很近的位置,或者运行第二条DC布线系统的工作量很大(为正在建造的房屋增加布线要比建造房屋困难得多-除非您不介意难看)。此外,您还会遇到诸如没有标准直流电源插座的问题(点烟器可能是最受广泛支持的东西,但不适用于许多用途)。
- 较低的电压固有地不如较高的传输电压有效:既因为给定的绝对电压降表示总电压的较高相对比例,又因为按比例需要更多的电流才能传递相同的功率。这种影响大致是二次的:一个12V系统遭受大约100倍的影响在相同规格的120V电压下,相同规格的导线产生的电压降可提供相同的功率。例如:超过10英尺14 AWG的家用布线,对于120W的负载,一个120V的系统需要1安培的电流,并且会遭受0.042%的电压降-基本上是舍入误差。具有相同功率的12V设备将需要10安培,并且会遭受4.2%的电压降-因此,在10英尺长的14 AWG中,您已经损失的功率与在优质逆变器中所损失的功率一样多。在房屋中,您很容易进行50或100英尺的布线,从而导致直流压降,即使在120W的小负载下,系统也难以承受。在实践中,您需要使用更大规格的电线来抵消这种情况:要花费大量成本,而可以将其仅花费在更多的太阳能电池板或电池上。
- 默认情况下,交流电:默认情况下,几乎您购买的所有电器都配有交流电插头。有家电在那里你可以百般还买了DC版,但往往大为减少选择。是的,你可以购买直流电冰箱,但您几乎必须在当地的太阳能/电池店选择1或2种奇怪的型号。这些价格通常是您在其他任何地方购买的冰箱价格的两倍,并且基于某些固有的效率较低的旧型号。直流电风扇,电视,咖啡机等设备也是如此。是的,它们存在,但是随着选择的增加,市场目前很小。与节省“ AC转换损失”相比,您将浪费更多的钱,对最终的结果不满意。在这里起作用的一种方法是使事情在AC上运行,但具有外部AC-DC电源砖:您可以跳过砖块,直接将DC系统连接起来(但同样,电压通常很奇怪,例如17V,21V,等等,因此您仍然需要进行转换)。
因此,我将在这里看起来像是一个孤独的声音,并说任何种类的大中型“ DC系统”仅在节省现成的设备时节省转换损失就没有任何意义。实际上,120V AC是一种非常合理的配电方法,尤其是因为它是几乎所有购买产品的默认输入。使用现代设备,转换损耗相当小,即使使用完整的DC系统,您通常也无法完全避免转换损耗。
1我有时将其称为DC-AC-DC方法。
2当然,如果您发现效率低下的逆变器(但是这在您的控制之下),并且发现某些设备的SMPS糟糕(或只是陈旧的)或线性稳压器效率很低,那么您可以将最坏的情况进一步推向更高。