Energie na palubě

29.03.2013 * 12:47 | Recenze | Poradna

Jakub Havel

shlédnutí: 15276

Problematika vykrmování přístrojů za letu (či po letu) dnes zajímá zřejmě všechny padáčkáře. Doby, kdy baterie ve váriu bez GPS vydržela rok (nebo přinejmenším pár měsíců) a skoro každý měl na palubní desce turistického Garmina s malým displejem na tužkové baterie, jsou už zřejmě nenávratně pryč. Takže, čím a jak dnes napájet a dobíjet - efektivně, s rezervou a levně?

29 příspěvků

Kapitoly článku

Miliampérhodiny, watthodiny a volty...rychlý úvod
Řešení č.1 a 2 - dobíjecí AA články
Řešení č. 3 a 4 - Li-Ion power banky
Řešení č. 5 - 18650 články
Porovnání všech řešení, něco o kabelech a pár rad závěrem

Miliampérhodiny, watthodiny a volty...rychlý úvod

Tento článek nebude o kutění a domácím bastlení zapálených elektrotechniků nakupujících v modelářských e-shopech. Půjde nám o to, popsat a zhodnotit možnosti, které má každý běžný uživatel. Začneme trošku polopaticky - těm, kterým následující část přijde jako učivo základní školy se omlouvám - je to pravda, ale občas nezaškodí zopakovat učivo od píky :)

Jak je to s tou kapacitou?

Mobilní telefon má baterii s kapacitou 1500 mAh. Na nabíjecím tužkovém akumulátoru píšou 2400 mAh. Externí power banka má kapacitu 2700 mAh.

Znamená to tedy, že 4 AA baterie (4x2400 = 9600 mAh) dobijí více než 6-krát baterii mobilního telefonu? A externí powerbanka, co stojí o půlku víc, jen 1.8-krát?

Tušíte správně, neznamená. Udávaná kapacita totiž není dostatečným určením množství energie, které baterie obsahuje. K tomu potřebujeme kapacitu (udávanou v Ah - ampérhodinách, nebo častěji mAh - miliampérhodinách; 1 Ah = 1000 mAh) vynásobit napětím baterie (udávaným ve V - voltech). Výsledkem je číslo, které vyjadřuje množství uskladněné elektrické energie - Wh (watthodiny) nebo mWh (miliwatthodiny).

Baterie mobilního telefonu pracuje na napětí 3.7 V - skrývá se v ní tedy energie 1.5 Ah * 3.7 V = 5.55 Wh.

Stejné napětí má baterie power banky. Ukrývá tedy energii 2.7 Ah * 3.7 V = 10 Wh .

Nabíjecí AA (tužkový) akumulátor pracuje ovšem na napětí pouze 1.2 V. Nese tedy v sobě energii 2.88 Wh , 4 AA články 11.52 Wh.

Dobrá tedy - zjistili jsme, že baterie powerbanky má stejné napětí jako baterie mobilu. Mělo by tedy platit, že baterii mobilu nabiju 1.8-krát (jednou úplně a podruhé ještě na 80%). Nebo ne?

I na tuto otázku je odpověď záporná. Ve skutečnosti z naší powerbanky nedostaneme více než zhruba 65% uskladněné energie - v našem příkladu do přístroje mobilního telefonu přeneseme energii odpovídající cca. 115% energie interní baterie.

Proč je to tak? Zkrátka a dobře, při přesunu energie se něco ztrácí:

na straně power banky - power banka má výstup na standardní napětí 5V a při konverzi z 3.7V se ztratí typicky 10-20% energie (účinnost je tedy 80-90%).
na straně nabíjeného zařízení - samotné nabíjení baterie také něco ukousne. Pro nabití baterie 3.7V je nutné napětí snížit a proud v průbehu nabíjení regulovat (detailnější popis už je nad rámec tohoto článku).

Z praktických zkušeností vyplývá, že efektivnější je vždy dobíjení přístroje za letu (když je interní baterie zcela nabitá), než dobíjení vybité baterie po letu. Podle mých měření je rozdíl cca. 15% (pozn. měřeno na Samsung Galaxy Wifi 5.0 a Energizer XP4000). Pokud bychom tedy v našem příkladu s telefonem a power bankou dobíjeli plně vybitou baterii mobilu, pravděpodobně bychom na její 100% nabití vyčerpali celou kapacitu power banky. Při dobíjení baterie ex-post se tedy využije pouze cca. 55% elektrické energie uskladněné původně v power bance.

Jakou kapacitu budu na dobíjení potřebovat?

Z výše uvedených počtů lze poměrně snadno spočítat, jak velkou externí baterii (power banku) budu potřebovat, nebo jak dlouho power banka s určitou kapacitou vydrží.

Příklad: Na létání používám mobilní telefon s operačním systémem Android a software XCTrack. Baterie mobilu má kapacitu 1500 mAh a změřená výdrž s plným podsvícením za letu je 4 hodiny. Chtěl bych externí power banku, která výdrž prodlouží na celkových 20 hodin (2 extrémně dlouhé letové dny v Alpách). Jakou kapacitu (při stejném napětí 3.7 V) potřebuji?

Řešení: potřebuji prodloužit operační dobu o 16 hodin, tedy o 4-násobek kapacity baterie mobilu. Jelikož počítáme s tím, že minimálně ⅓ energie se ztratí, je nutné pořídit power banku s alespoň 6-krát, ještě lépe 7-krát větší kapacitou, než je baterie mobilu - tj. kolem 10 000 mAh (37 Wh).

Závěr: vždy je třeba vzít v potaz napětí, na kterém baterie zařízení a power banky pracují a počítat s celkovou energií. Li-Ion baterie pracují s jmenovitým napětím 3.7V, NiMH články 1.2V. Při stejné kapacitě tak Li-Ion baterie obsahuje více než trojnásobek energie. Pokud napájíme přístroj při provozu, cca. 35% energie ztratí. Při následném dobíjení je ztráta cca. 45%.

‹‹ ‹ 1 2 3 4 5 › ››

Diskuse k článku

Zobrazit plný výpis »

Položky označené hvězdičkou je nutné vyplnit.

Nový příspěvek