Mit jelent a feszültség, az áramerősség és a teljesítmény?

Röviden

A feszültség azt mutatja meg, mekkora „hajtóerő” mozgatja az elektromos töltéseket. Az áramerősség azt jelzi, mennyi töltés halad át a vezetéken. A teljesítmény pedig azt mutatja meg, hogy egy adott pillanatban milyen gyorsan használunk vagy termelünk energiát.

Az alapösszefüggés:

teljesítmény = feszültség × áramerősség

vagyis:

P = U × I

A három alapmennyiség

Feszültség – volt, V

A feszültség jele U, mértékegysége a volt.

Gyakori értékek:

• 12 V-os akkumulátor;
• 24 V-os rendszer;
• 48 V-os akkumulátorrendszer;
• 230 V-os háztartási hálózat;
• több száz voltos napelemstring.

A vízhálózatos hasonlatban a feszültség nagyjából a nyomásnak felel meg. Nem tökéletes hasonlat, de kezdésnek segít.

Áramerősség – amper, A

Az áramerősség jele I, mértékegysége az amper.

Azt mutatja meg, mennyi elektromos töltés halad át az áramkör egy pontján. Nagyobb áramhoz általában vastagabb kábel és nagyobb terhelhetőségű csatlakozó szükséges.

A vízhasonlatban ez a csövön átfolyó vízmennyiséghez hasonlítható.

Teljesítmény – watt, W

A teljesítmény jele P, mértékegysége a watt.

Azt mutatja meg, egy berendezés milyen gyorsan fogyaszt vagy termel energiát az adott pillanatban.

Példák:

• 10 W-os LED-lámpa;
• 100 W-os laptop-töltő;
• 800 W-os kávéfőző;
• 2 000 W-os vízforraló;
• 450 W névleges teljesítményű napelem.

Az alapképlet használata

Ha ismered a feszültséget és az áramerősséget:

P = U × I

Példa:

Egy fogyasztó 12 volton 5 ampert vesz fel:

12 V × 5 A = 60 W

Ha a teljesítményt és a feszültséget ismered, az áram:

I = P ÷ U

Példa 1 200 wattos fogyasztóval:

• 12 V-on: 1 200 ÷ 12 = 100 A;
• 24 V-on: 1 200 ÷ 24 = 50 A;
• 48 V-on: 1 200 ÷ 48 = 25 A.

A valós rendszerben az inverter veszteségei miatt az akkumulátoroldali áram ennél valamivel nagyobb lehet.

Miért fontos ez napelemes rendszerben?

Kábelméretezés

Nagyobb áramhoz vastagabb kábel kell. Ha a kábel túl vékony:

• melegszik;
• nagy lesz a feszültségesés;
• energiát veszítünk;
• szélsőséges esetben tűzveszély alakulhat ki.

Inverter kiválasztása

Az inverter teljesítményét wattban adják meg. Nem elég azonban csak a névleges wattértéket nézni. A DC oldali rendszerfeszültség és a szükséges akkumulátoráram is fontos.

Napelemstring tervezése

Soros kötésnél a panelek feszültsége összeadódik, párhuzamos kötésnél az áramuk. Az inverter vagy MPPT feszültség- és áramkorlátját egyaránt be kell tartani.

Biztosíték és megszakító

A védelem névleges áramát az áramkör, a kábel és a berendezések alapján kell kiválasztani. A biztosíték elsődlegesen a vezetéket és az áramkört védi, nem arra szolgál, hogy egy alulméretezett kábelt „használhatóvá tegyen”.

Mi a különbség a teljesítmény és az energia között?

A watt pillanatnyi teljesítmény. A wattóra azt mutatja meg, mennyi energia fogyott el vagy termelődött egy időszak alatt.

Egy 100 wattos készülék két órán át:

100 W × 2 h = 200 Wh

energiát használ.

Ez a különbség kulcsfontosságú az inverter és az akkumulátor méretezésénél:

• az invertert főleg pillanatnyi teljesítményre méretezzük;
• az akkumulátort főleg energiamennyiségre és áramterhelésre.

Gyakori hiba

Sokan az ampert önmagában próbálják összehasonlítani eltérő feszültségeken.

A 10 amper 12 volton 120 watt, 48 volton viszont 480 watt. Ezért az áram csak a feszültséggel együtt értelmezhető.

Összefoglalva

• Volt: az elektromos „hajtóerő”.
• Amper: az áramlás nagysága.
• Watt: a pillanatnyi teljesítmény.

A három összefügg. Ha kettőt ismersz, a harmadik kiszámítható. Ez az egyik legfontosabb alap a napelemes rendszerek megértéséhez.