Wat is de relatie tussen het maximaal vermogen van een 220V omvormer en de minimale accucapaciteit?

Onderstaand artikel gaat eigenlijk maar om één ding: wil je zo lang mogelijk genieten van je accu dan moet je hem niet "pesten" met zeer grote stromen. Als je een accu te zwaar belast zal iedere keer als dat gebeurd een stukje onherstelbare schade toegebracht worden aan de accu. Dat wil je te allen tijde voorkomen. Daarnaast zal, als je een accu te zwaar belast hij niet in staat zijn zijn volledige capaciteit ter beschikking te stellen. Dit artikel behandeld binnen welke grenzen je een accu kan belasten zonder dat de accu daar last van heeft en geeft je aan wat de minimale accucapaciteit in Ah moet zijn voor een bepaald type 220 Volt omvormer (de tabel staat geheel onderaan de pagina Ah versus Watt).

Extreem

Laten we het eens extreem nemen om iets duidelijk te maken. Stel je hebt een accu van 12V - 2 Ah (gelijk aan 10 penlight batterijen) waar je net een lampje van je fiets een paar uur op kan laten branden. En die accu gebruik je om een elektrische kookplaat van 2400 Watt van energie te voorzien. Dan begrijpt vrijwel iedereen, dat gaat niets worden. De accu is daar veel te klein voor. Die accu heeft een capaciteit van 12 V x 2 Ah = 24 Wh. Dus je zou theoretisch (niet in de praktijk!) voor een uur lang 24 Watt kunnen onttrekken van de accu. Als je geen 24 Watt maar 2400 Watt wilt onttrekken aan die accu, voor je elektrische kookplaat, dan is je accu 100 keer zo snel op. Dus geen 60 minuten 24 Watt maar 0,6 minuten en 2400 Watt. Dat is 36 seconden! Voordat de kookplaat warm geworden is, blijkt de accu al op! En dat is niet het ergste, je beschadigt de accu waardoor hij snel bij het grof vuil gezet kan worden.

In het bovenstaande, zeer extreme voorbeeld is duidelijk dat door de zeer geringe capaciteit van de accu deze het gevraagde vermogen maar een hele korte tijd kan leveren. Maar er spelen nog een paar andere zaken een rol die nog veel belangrijker zijn en grote gevolgen hebben. Dat is dat de capaciteit van de accu bepaalt hoe zwaar je hem kan belasten. Of beter geschreven, wat verstandig is om hem met een maximaal vermogen te belasten. Zo begrijpt iedereen dat je een fietslampje kan late branden op een penlight batterij maar dat je daar geen koelkast op kan laten draaien.

Capaciteit accu in Ah

De capaciteit van een accu wordt uitgedrukt in Ah (Ampère uur) maar men gebruik ook de algemene term "C" (van capaciteit) voor bepaalde berekeningen voor een accu. De vraag is, hoeveel stroom is redelijk aanvaardbaar om gedurende een wat langere tijd uit een accu te onttrekken? Hoewel het afhankelijk is van het type accu, maar in de praktijk wordt voor de meeste accu's een maximale stroomgrens aan gehouden van C/5 (spreek uit: C gedeeld door 5 of C vijfde). Dat houdt in dat de maximale stroom beperkt moet blijven tot C, de capaciteit van de accu in Ah, gedeeld door 5. Dus een 2 Ah accu in bovenstaand voorbeeld moet je in de praktijk niet zwaarder belasten dan 2 Ah / 5 = 0,4 Ampère. Dit houdt in dat de accu zijn opgeslagen capaciteit in zo'n vijf uur kan afgeven, want 5 (uur) X 0,4 (Ampère) = 2 Ah (de capaciteit van de accu).

Hoe hoger de stroom, hoe minder accucapaciteit beschikbaar is

De accucapaciteit van een accu wordt meestal gespecificeerd bij C/20. Dus wanneer je de accu belast met een stroom die een twintigste deel is van de accucapaciteit. Is die capaciteit bijvoorbeeld 100 Ah dan geldt dit zolang je niet meer dan een twintigste deel van die capaciteit aan stroom onttrekt. Dus voor 100 Ah is dat 100 / 20 = 5 Ampère. Bij een stroom van C/5, dat is dus bij die accu van 100 Ah een stroom van 20 Ampère (dus al 4 keer zo zwaar belast dan C/20 stroom) zal de beschikbare capaciteit al behoorlijk dalen. Een 100 Ah accu zal in dat geval bijvoorbeeld maar 90 Ah kunnen leveren (als indicatie). Overigens zal deze capaciteitsdaling tijdelijk zijn. Als de accu weer opgeladen is heeft de accu weer een capaciteit van 100 Ah.

Interne weerstand accu

Wanneer je een grotere stroom dan C/5 gaat onttrekken, gaat ook de interne weerstand van de accu een grote rol spelen. Hoe groter de accucapaciteit is, hoe lager de interne weerstand. Waarom is dit belangrijk te weten? Wanneer je grote stromen gaat trekken uit een accu, zal de spanning van de accu flink dalen. Dit komt doordat een spanningsverlies optreed vanwege de interne weerstand van de accu. Zou bijvoorbeeld de interne weerstand 1 ohm bedragen (wat extreem hoog is maar het rekent zo makkelijk) en je zou een stroom trekken van 6 Ampère, dan is het spanningsverlies over die interne weerstand gelijk aan 1 ohm x 6 Ampère = 6 Volt. Dus bij zo'n belasting zal de spanning van de accu dalen van 12 Volt naar 6 Volt. Een omvormer die aan deze accu gekoppeld is zal zich dan meteen uitschakelen om schade aan je accu te voorkomen. Een accu met een grotere accucapaciteit zal een lagere interne weerstand hebben. Bijvoorbeeld 0,1 ohm. Dan is het spanningsverlies over de interne accuweerstand nog maar 0,1 ohm x 6 Ampère = 0,6 Volt. In dat geval zal de accu een spanning kunnen leveren van 12 V - 0,6 V = 11,4 Volt en bij die spanning blijft de omvormer gewoon 220 Volt leveren.

C/5

Accu's zijn een klein chemisch fabriekje. Wanneer je ze laad of ontlaad moet je dat chemische proces zijn tijd geven anders gaan vervelende dingen gebeuren in de accu met soms schadelijke en onomkeerbare gevolgen. Hoewel AGM accu's een enorme stroom kunnen leveren, zelfs tot C/1, dus een 100 Ah accu zou 100 Ampère kunnen leveren, is het toch raadzaam dit te beperken. Probeer als het even mogelijk is de accu niet meer te belasten dan C/5. Dit houdt in dat bij onderstaande accucapaciteiten de onderstaande stromen geleverd kunnen worden. Wanneer we die stroom met de spanning vermenigvuldigen krijgen we het vermogen in Watt. En dan weet je dus bij welke accucapaciteit welk vermogen geleverd kan worden en dus het maximale bijbehorend omvormervermogen.

Senseo

Wil je een omvormer gebruiken die een Senseo apparaat van zo'n 1450 Watt van energie moet voorzien, en je zou je aan de "belast een accu niet meer dan C/5" regel houden, dan zie je in onderstaande linkse tabel dat je een accu moet hebben met een capaciteit van minimaal 600 Ah bij gebruik van een 12 Volt accu, of 300 Ah bij een 24 Volt accu. Maar dat is wat overdreven als je maar voor een vrij korte tijd dit vermogen van de accu/omvormer verlangt. Als de apparaten die je normaal op de omvormer hebt aangesloten niet meer dan een paar honderd watt vragen, dan kan je gerust voor die paar minuten dat je de Senseo aan hebt staan (of een ander espresso apparaat van een vergelijkbaar vermogen) de tabel met de C/3 stroom gebruiken en dan zie je dat je dan "maar" een 400 Ah accu hoeft te gebruiken (of 200 Ah bij 24 Volt). Zelfs een C/2 stoom, als je althans AGM accu's gebruikt, is nog voor een paar minuten acceptabel. Dan kan je zelfs een 225 Ah accu gebruiken (110 Ah bij 24 Volt). En als je het niet erg vindt om af en toe de accu "op zijn tenen te trappen" kan je, indien je een AGM gebruikt, zelfs een C/1 stroom uit de accu trekken (voor zo'n korte periode). Dan heb je voor het leveren van 1450 Watt dus een stroom nodig van 1450 Watt / 12 Volt = 120 A. Dus als je een 120 Ah accu hebt en hem dan met een C/1 stroom belast is dat 120 A waarmee een Senseo apparaat gevoed kan worden. Maar realiseer dat de accu dit niet leuk vindt en dat dit de levensduur van de accu iedere keer een beetje verkort.

Realiseer dat een Senseo apparaat voor een minuut soms twee minuten de accu zo zwaar belast. Dat is natuurlijk heel wat anders als je klein oventje hebt met een vergelijkbaar vermogen van 1450 Watt die je voor bijvoorbeeld 20 minuten zou gebruiken bij een C/1 stroom. Dan zal de accu veel sneller dan normaal leegraken, maar zal vooral de levensduur enorm verkort worden. Verwacht dan een levensduur van geen jaren maar minder dan een jaar. Dus, als je langdurig een bepaalde stroom uit een accu haalt, zoals bij een oven, dan moet je, wil je de accu een lang leven gunnen echt niet verder gaan dan een stroom van C/5.

Minimale accucapaciteit voor een 12V naar 220V omvormer

Onderstaande waarden zijn voor 12V (tussen haakjes 24V)

Onderstaande tabel geeft je een goede indicatie hoeveel vermogen een omvormer kan leveren gegeven een bepaalde accucapaciteit. Een voorbeeld: je hebt een 100 Ah accu van 12 Volt. Dan is het slim om met een 12V naar 220V omvormer niet meer vermogen (in Watt) af te nemen dan 240 Watt (linkse tabel). Als je accepteert dat de accu wat minder lang mee zal gaan dan kan je de accu belasten met een grotere stroom, dan gebruik je de waarden uit de rechter tabel. Dezelfde accu van 100 Ah en 12 Volt kan dan belast worden via de omvormer met 400 Watt. Heb je een 24V accu en 24 omvormer gebruik dan de waarden tussen haakjes. De onderstaande maximale vermogens die je zou moeten respecteren als je een 12V of 24V naar 220 Volt omvormer aansluit lijkt erg conservatief. Het is niet zo, dat als je een Senseo apparaat aansluit op een 230 Volt omvormer, je minimaal een 600 Ah accu moet hebben. Een Senseo apparaat betrekt namelijk maar voor minder dan twee minuten een vermogen van 1450 Watt en voor zo'n korte duur kan je ook gebruik maken van een wat kleinere accu. Dat moet dan liefst een AGM accu zijn, die tot C/1 stromen kan leveren. Dus bij een 12Volt accu zou dat een AGM accu zijn van 120 Ah (60 Ah bij 24 Volt). Maar echt lekker vindt een accu dit soort grote stromen niet.